скачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ Декан ТЭФ ______________ Кузнецов Г.В. «____»__________2009 г. ^ Рабочая программа для специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в теплоэнергетике) » Факультет - Теплоэнергетический (ТЭФ) Обеспечивающая кафедра - Атомных и тепловых электростанций (АТЭС) Курс – 4 Семестр – 7, 8 Учебный план набора 2005 года ^
2009 Предисловие
^ 220301 (с) Каф. АТЭС ТЭФ Доцент, к.т.н. Озерова Ирина Петровна Тел. (3822) 55-56-40, e-mail: ipozerova@mail.ru Цель: формирование знаний теоретических основ расчета принципиальных тепловых схем (ПТС) и оптимальных режимов работы оборудования тепловых и атомных электростанций и принципов их построения, приобретение навыков расчета тепловых схем электростанций, а также формирование устойчивой мотивации к самообразованию. Содержание: типы электростанций; энергетические показатели конденсационных тепловых и атомных электрических станций (ТЭС и АЭС), энергетические показатели теплоэлектроцентралей с паровыми установками; начальные и конечные параметры пара, промежуточный перегрев; регенеративный подогрев питательной воды, балансы пара и воды и способы их восполнения; отпуск технологического пара на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ); деаэраторные и питательные установки, энергетические характеристики оборудования ТЭС и АЭС; составление и методика расчета принципиальной тепловой схемы ТЭС, особенности расчета тепловых схем ТЭЦ, АЭС; выбор основного и вспомогательного оборудования; полная развернутая тепловая схема и трубопроводы электростанции; компоновка главного корпуса электростанции; техническое водоснабжение; топливное и золовое хозяйство электростанций; выбор площадки и генеральный план электростанции; основные положения эксплуатации; перспективные типы электростанций. Теплофикационные установки с одним и двумя регулируемыми отборами, турбоустановки с противодавлением, их режимы работы, методы повышения экономичности таких установок и теплоэлектроцентралей, системы теплоснабжения, схемы подключения абонентов, регулирование отпуска теплоты, режимы работы ТЭЦ в отопительный и летний периоды, маневренные характеристики ТЭЦ, методы уменьшения выбросов вредных веществ на ТЭЦ. Энергетические характеристики котла, турбины на действующей ТЭС по экспериментальным данным в виде регрессионных моделей; оптимальное распределение нагрузок между агрегатами; оценка влияния отдельных параметров, изменений структуры ПТС на тепловую экономичность энергоблока; программы управления паротурбинной установкой: при постоянном и скользящем начальном давлении пара, КПР, с главным регулятором, с БВО, с приоритетом по крутизне зависимостей к.п.д. групп котлов от нагрузки. Курс 4 (7 сем. - зачет, 8 сем. – курс. работа, диф. зачет, экзамен). Всего 216 ч, в т.ч.: Лк.- 64 ч, Лб.- 16 ч., Пр.- 16 ч., курсовая работа. ^ Данная дисциплина рассматривает технологию осуществления процесса преобразования энергии на ТЭС и АЭС, теоретические основы расчета принципиальных тепловых схем (ПТС) и оптимальных режимов работы оборудования тепловых и атомных электростанций и принципов их построения, что необходимо для инженеров специальности 220301 - «Автоматизация технологических процессов и производств (в теплоэнергетике)». ^ После изучения данной дисциплины студент должен: и м е т ь п р е д с т а в л е н и е :
з н а т ь : - описания технологических процессов и оборудования ТЭС и АЭС ; - особенности эксплуатации и конструкции оборудования ТЭС и АЭС; - методы исследования и анализа процессов в основных и вспомогательных установках топливного, газо-воздушного, пароводяного трактов ТЭС, АЭС с целью обеспечения их эффективной и безопасной работы ; - принципы выбора и методы расчета тепловых схем электростанций, устройств и характеристик технологического оборудования ; - особенности режимов работы и технологических процессов ТЭС и АЭС, определяющих требования к системам управления работой оборудования электростанций в высокоэкономичных и надежных режимах; и м е т ь н а в ы к и :
^ Данная дисциплина основывается на дисциплинах естественно-научного и общепрофессионального циклов, таких как: “Теплотехника и гидравлика”, “Технологические процессы производства ТЭС и АЭС”, «Прикладная механика», «Высшая математика, сети и системы», «Программирование и основы алгоритмизации». ^ 2.1.1. Типы тепловых и атомных электростанций. Показатели тепловой и общей экономичности ( 6 час). Энергетика и электрификация. Энергетика мира. Производство электрической и тепловой энергии. Типы электростанций. Потребители электроэнергии: их характеристики. Суточные, недельные, сезонные и годовые графики электрической нагрузки. Потребители тепловой энергии, графики потребления теплоты. Технологические схемы ТЭС на органическом топливе и АЭС. Типы турбоустановок, паровых котлов и ядерных реакторов на ТЭС и АЭС. Роль автоматизированных систем управления тепловыми процессами в повышении надежности и экономичности электростанций. Энергетические показатели КЭС: к.п.д. брутто и нетто, расходы пара, теплоты и топлива. Энергетические показатели ТЭЦ. Теплофикационные турбоустановки с конденсацией пара и регулируемыми отборами; турбоустановки с противодавлением. Показатели общей экономичности, себестоимость электрической и тепловой энергии. 2.1.2. Повышение тепловой экономичности электростанций (12 часов) Начальные параметры пара и их влияние на тепловую экономичность. Применение насыщенного и слабоперегретого пара на АЭС. Влияние конечного давления пара на показатели тепловой экономичности. Параметры пара, принятые на электростанциях России и за рубежом. Промежуточный перегрев пара на ТЭС: схемы и параметры. Влияние промежуточного перегрева на тепловую экономичность ТЭС. Влияние влажности пара на показатели работы ПТУ. Внутренняя и внешняя сепарация влаги в турбинах на насыщенном паре, разделительное давление. Промежуточный перегрев пара на АЭС. Регенеративный подогрев питательной воды ПТУ ТЭС и АЭС, тепловая экономичность. Схемы регенеративного подогрева воды, расходы пара и теплоты на ТЭС с регенеративным подогревом воды. Распределение подогрева воды между подогревателями турбоустановки. Экономически наивыгоднейшая температура питательной воды. 2.1.3. Потери рабочего тела на ТЭС. Деаэраторные и питательные установки (14 часов). Потери пара, воды и конденсата на ТЭС и АЭС. Баланс пара и воды. Способы уменьшения потерь рабочего тела. К.п.д. ТЭС с учетом потерь пара и воды. Деаэратор питательной воды и конденсата. Деаэраторные и бездеаэраторные схемы электростанций. Параметры пара и типы деаэраторов. Включение деаэраторов в тепловую схему электростанции. Поддержание уровня воды в деаэраторе, поверхностном регенеративном подогревателе и конденсаторе ПТУ. Регулирование подачи пара на концевые уплотнения турбины, СПУ, РОУ, БРОУ, испарительной установки. Питательные установки, питательные и бустерные насосы: параметры работы, схемы включения. Тип привода бустерных и питательных насосов ТЭС и АЭС. Способы регулирования подачи насосов. 2.1.4. Отпуск технологического пара и теплоты на ТЭЦ ( 4 часа) Отпуск пара промышленным потребителям: схемы и параметры. Резервирование отпуска пара. Отопительная нагрузка, графики отпуска теплоты. Системы теплоснабжения, вид теплоносителя, схемы подключения абонентов, параметры сетевой воды. Покрытие основной и пиковой отопительных нагрузок. Коэффициент теплофикации. Регулирование отпуска теплоты: количественное, качественное, временное, смешанное. Температурные графики сетевой подогревательной установки. 2.1.5. Тепловые схемы ТЭС и АЭС. Выбор оборудования ( 6 часов) Содержание принципиальной тепловой схемы (ПТС). Составление тепловой схемы КЭС и АЭС. Примеры принципиальных тепловых схем. Включение регенеративных подогревателей, деаэраторов, питательной установки, расширителей и т.п. в тепловую схему электростанции. Особенности тепловых схем ТЭЦ и АТЭЦ. Основные положения методики расчета принципиальной тепловой схемы КЭС, ТЭС и АЭС. Выбор основного и вспомогательного оборудования ТЭС. Состав полной (развернутой) тепловой схемы электростанции на органическом и ядерном топливе. Выбор структуры развернутой схемы, блочная схема установки оборудования. Примеры полных тепловых схем КЭС, ТЭЦ и АЭС. Трубопроводы электростанции и их элементы. 2.1.6. Вспомогательные установки и сооружения электростанций. Компоновка главного корпуса ТЭС и АЭС (8 часов) Техническое водоснабжение электростанций. Источники потребления воды и схемы водоснабжения. Низкопотенциальный комплекс ТЭС и АЭС: ЦНД паротурбинных агрегатов, конденсаторы паровых турбин, водоохладители. Прямоточное и оборотное водоснабжение, водоемы-охладители, градирни. Компоновка главного корпуса электростанции. Типы компоновок и предъявляемые к ним требования. Расположение блочных щитов управления оборудованием. Компоновка главного корпуса АЭС, особенности. Генеральный план ТЭС и АЭС. Требования к выбору площадки для сооружения электростанции. Примеры генерального плана. 2.1.7. Режимы работы и эксплуатации ТЭС и АЭС ( 12 часов) Паровые и тепловые характеристики конденсационных и теплофикационных турбоустановок. Энергетические характеристики паровых котлов. Зависимость к.п.д. ТЭС и его составляющих от нагрузки. Энергетические характеристики котлов, турбин в виде регрессионных моделей, использование их в исследованиях по оптимальному распределению нагрузок между агрегатами, станциями. Маневренные характеристики блочных установок. Работа энергоблоков при постоянном и скользящем начальном давлении пара. Комплексные программы регулирования нагрузки на ТЭС с поперечными связями: с главным регулятором, с блоками выделения отклонений (БВО), с приоритетом по крутизне зависимостей к.п.д. групп котлов от нагрузки. Способы прохождения минимальных нагрузок: разгрузочный режим, остановочный режим, остановочно-пусковой, моторный. Режимы пуска и останова оборудования ТЭС и АЭС. Пусковые схемы энергоблоков. Требования к автоматизации пусковых операций. 2.1.8. Другие типы электростанций. Перспективы развития энергетики ( 2 часа) Электростанции с МГД-генераторами. Использование возобновляемых видов энергии. Солнечные, геотермальные электростанции. Термоядерные энергетические установки. ^ 2.2.1. Тематика практических занятий (8 семестр) - 16 часов аудиторных занятий Практические занятия посвящены приобретению умений и навыков решения задач по основным разделам курса, а также умения анализировать полученные результаты. Тематика практических занятий:
2.2.2. Тематика лабораторных занятий (7 семестр) - 16 часов аудиторных занятий Лабораторные работы посвящены приобретению умений и навыков решения задач по основным разделам курса, а также умения анализировать полученные результаты. Тематика лабораторных занятий:
2.2.3. Тематика курсовых работ (8 семестр) - 80 часов самостоятельной работы Курсовая работа выполняется для: - изучения назначения, устройства, принципа действия, конструктивных особенностей основных типов оборудования ТЭС, АЭС; - приобретения навыков чтения технологических и тепловых схем паротурбинных установок; расчетов принципиальных тепловых схем, анализа технико-экономических показателей станций, выбора оборудования. Тематика курсовой работы предусматривает ее выполнение в виде самостоятельной работы по расчету ПТС энергоблока, исследованию влияния отдельных параметров, изменений в структуре ПТС на тепловую экономичность блока. Основными задачами проектирования при выполнении курсовой работы являются
Исходные данные, информация об особых условиях проектирования, график выполнения проекта и перечень необходимой литературы содержатся в индивидуальном бланке-задании. Варианты заданий составляются на базе стандартных схем на отечественных ТЭС и АЭС. ^
Для текущего контроля в течение семестра предусматривается:
В конце семестра студент должен набрать минимум баллов, необходимый для допуска к сдаче зачета (7 семестр) или экзамена (дифференцированного зачета по курсовой работе) (8 семестр). Подробно о видах оцениваемых работ и рубежных значениях суммы баллов изложено в соответствующих (7, 8 семестры) рейтинг-планах. Итоговая оценка в каждом семестре выводится с учетом количества баллов, набранных в ходе текущей работы. Рейтинг планы, тесты, вопросы и задачи для контрольных, вопросы итогового контроля и экзаменационные билеты прилагаются к рабочей программе. ^ При изучении дисциплины используются
5.2.1. Основная1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник /В.И.Абрамов, Г.Г.Бартоломей, Б.С.Белосельский и др. Под ред. В.А.Григорьева и В.М.Зорина.-М.: Энергоатомиздат, 1982,1989. 2. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник /М.С.Алхутов, А.Н.Безгрешнов, Р.Г.Богоявленский и др. Под ред. А.В.Клименко и В.М.Зорина.-М.: Издательство МЭИ, 2003. 3. Стерман Л.С., Тевлин С.А., Шарков А.Т. Тепловые и атомные электростанции. - М.: Энергоиздат, 1982. - 456 с. 4. Рыжкин В.Я.Тепловые электрические станции. - М: Энергоатомиздат, 1987.-328 с. 5. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. – М.: Высшая школа, 1969, 1972, 1978, 1984. 5.2.2. Дополнительная 6. Бажан П.И. Спpавочник по теплообменным аппаpатам. М.: Машиностpоение, 1989. 7. Андреев П.А., Гринман М.И., Смолкин Ю.В. Оптимизация теплоэнергетического оборудования АЭС. М.: Атомиздат, 1975. 8. Сосуды и трубопроводы высокого давления. Справочник/ Е.Р.Хисматулин, Е.М.Королев, В.И.Лившиц и др. М.: Машиностроение, 1990. 9. Монахов А.С. Атомные электрические станции и их технологическое оборудование. М.: Энергоатомиздат, 1986. 10. Котов Ю.В., Кротов В.В., Филиппов Г.А. Оборудование атомных электростанций. М.: Машиностроение, 1982. 11. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 12. Методические указания к определению термодинамических и тепло-физических параметров воды и водяного пара в расчетах на ПЭВМ / сост.Л.А.Беляев, А.В. Воробьев. -Томск; Изд.ТПУ,1993. -17 с. 13. Гиршфельд В.Я., Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. - М.: Энергия, 1973. 14. Качан А.Д. Режимы работы и эксплуатация электростанций. - Минск: Вышейшая школа, 1978. 15. Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987. 16. Иванов В.А. Регулирование энергоблоков. - Л.: Машиностроение, 1982. - 311 с. 17. Прокопенко А.Г., Мысак И.С. Стационарные, переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1990.- 317с. 18. Ривкин С.Л., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. - М.-Л.: Энергия, 1969. - 400 с. 19. Рубинштейн Я.М., Щепетильников М.И. Расчет реальных тепловых схем ТЭС и АЭС. - М.: Энергоиздат, 1982. 20. Энергетические установки электростанций. Методические указания к вы-полнению курсовой работы. - Томск: изд-во ТПУ, 1995. (Составители Антонова А.М. или Галашов Н.Н.). 21. Методические указания к выполнению домашних заданий по курсу “ТЭС, АЭС и охрана окружающей Среды”. - Томск: изд. ТПУ, 1994. (Составитель Антонова А.М.). 22.Ефимочкин Г.И. Бездеаэраторные схемы ПТУ.-М.:Энергоатомиздат,1989. 23. Ермолов В.Ф., Пермяков В.А.,Ефимочкин Г.И. Смешивающие подогреватели паровых турбин.-М.: Энергоатомиздат, 1982. 24. Марушкин В.М. Подогреватели высокого давления турбоустановок ТЭС и АЭС.-М.: Энергоатомиздат, 1985. 25. Малюшенко В.В., Михайлов А.К. Энергетические насосы. Справочное пособие.-М.: Энергоиздат, 1981. 26. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Исследование экономичности ПТУ».-Томск: изд. ТПУ. 1997(Составитель Воробьев А.В.) 27. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Построение универсальной кривой поправок на вакуум для турбоустановок ТЭС и АЭС».-Томск: изд. ТПУ. 1997 (Составитель Антонова А.М.) 28. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Исследование тепловых схем КЭС и ТЭЦ на ЭВМ».-Томск: изд. ТПУ. 2003 (Составитель Антонова А.М., Воробьев А.В.) 29. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Исследование схем регенерации ТЭС и АЭС на ЭВМ».-Томск: изд. ТПУ. 2001 (Составитель Антонова А.М., Воробьев А.В.) Программу составила к.т.н., доцент каф. АТЭС _____________________ И.П.Озерова ![]()
|