1. Пять источников электроэнергии

Электрической станцией называ­ется комплекс оборудования и уст­ройств, назначением которого является преобразование энергии природ­ного источника в электрическую энер­гию (и теплоту).

Электрические станции разделяют по следующим признакам:

1) по виду используемой энер­гии на:

гидроэлектростанции (ГЭС), в ко­торых электрическая энергия выраба­тывается за счет механической энер­гии воды рек;

тепловые электростанции (ТЭС), использующие органическое топливо;

атомные электростанции (АЭС), в которых используется ядерное го­рючее;

2) по виду отпускаемой энер­гии:

тепловые электростанции, отпуска­ющие потребителям только электро­энергию, — конденсационные элек­тростанции (КЭС);

тепловые электростанции, отпускающие электрическую и тепловую энер­гию, — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ); источником отпускаемого тепла является отработавший пар или отработав­ший газ тепловых двигателей;

3) по виду теплового двигателя: электростанции с паровыми турби­нами — паротурбинные ТЭС, кото­рые являются основным видом элек­тростанций в нашей стране и за ру­бежом;

электростанции с газовыми тур­бинами — газотурбинные ТЭС;

электростанции с парогазовыми установками — парогазовые ТЭС;

электростанции с двигателями внутреннего сгорания — ДЭС;

4) по назначению электростанций: районные электростанции (общего пользования), обслуживающие все ви­ды потребителей энергосистемы и яв­ляющиеся самостоятельными произ­водственными предприятиями: район­ные конденсационные электростанции (ГРЭС), районные теплоэлектроцен­трали (ТЭЦ), коммунальные электро­станции;

промышленные электростанции, входящие в состав производственных предприятий и предназначенные в ос­новном для энергоснабжения пред­приятий, а также прилегающих к ним городских и сельских районов.

Паротурбинные электростанции разделяют также и по другим, менее характерным признакам, а именно:

1. по общей и единичной мощности агрегатов: малой мощности — с агре­гатами до 25 МВт; средней мощности —с агрегатами 50—100 МВт; большой мощности — с агрегатами более 200 МВт. Такое разделение является условным, так как мощности ТЭС и ее агрегатов неизменно возрастают;

2. по начальным параметрам пара: низкого давления — до 3,92 МПа; высокого давления — до 12,7 МПа; сверхвысокого давления — до 23,7 МПа. Такое разделение также условно, так как параметры пара все время повышаются;

3) по технологической схеме сое­динений парогенераторов и турбогене­раторов: блочные электростанции, на которых каждый турбоагрегат при­ соединен к одному определенному парогенератору; неблочные электро­станции, в которых турбоагрегат соединен главными трубопроводами со всеми парогенераторами электростан­ции или ее части (очереди).

2. Основное Оборудование тэц

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды.

Использование в практических целях отработавшего тепла двигателей, вращающих электрические генераторы, является отличительной особенностью ТЭЦ и носит название теплофикация.

Исходный источник энергии на ТЭЦ — органическое топливо (на паротурбинных и газотурбинных ТЭЦ) либо ядерное топливо (на планируемых атомных ТЭЦ).

Различают ТЭЦ промышленного типа — для снабжения теплом промышленных предприятий, и отопительного типа — для отопления жилых и общественных зданий, а также для снабжения их горячей водой. Тепло от промышленных ТЭЦ передаётся на расстояние до нескольких км (преимущественно в виде тепла пара), от отопительных — на расстояние до 20—30 км (в виде тепла горячей воды).

Основное оборудование паротурбинных ТЭЦ — турбоагрегаты, преобразующие энергию рабочего вещества (пара) в электрическую энергию, и котлоагрегаты, вырабатывающие пар для турбин. В состав турбоагрегата входят паровая турбина и синхронный генератор. Паровые турбины, используемые на ТЭЦ, называются теплофикационными турбинами (ТТ). Среди них различают ТТ: с противодавлением, обычно равным 0,7—1,5 Мн/м2 (устанавливаются на ТЭЦ, снабжающих паром промышленные предприятия); с конденсацией и отборами пара под давлением 0,7— 1,5 Мн/м2 (для промышленных потребителей) и 0,05—0,25 Мн/м2 (для коммунально-бытовых потребителей); с конденсацией и отбором пара (отопительным) под давлением 0,05—0,25 Мн/м2.

Отработавшее тепло ТТ с противодавлением можно использовать полностью. Однако электрическая мощность, развиваемая такими турбинами, зависит непосредственно от величины тепловой нагрузки, и при отсутствии последней (как это, например, бывает в летнее время на отопительных ТЭЦ) они не вырабатывают электрической мощности. Поэтому ТТ с противодавлением применяют лишь при наличии достаточно равномерной тепловой нагрузки, обеспеченной на всё время действия ТЭЦ (то есть преимущественно на промышленных ТЭЦ).

У ТТ с конденсацией и отбором пара для снабжения теплом потребителей используется лишь пар отборов, а тепло конденсационного потока пара отдаётся в конденсаторе охлаждающей воде и теряется. Для сокращения потерь тепла такие ТТ большую часть времени должны работать по "тепловому" графику, то есть с минимальным "вентиляционным" пропуском пара в конденсатор

Электрическую мощность теплофикационных турбоагрегатов (В отличие от конденсационных) выбирают предпочтительно не по заданной шкале мощностей, а по количеству расходуемого ими свежего пара.

Тепловая схема ТЭЦ с противодавлением турбин показана на рис. 1, где:

1 – паровой котел, 2 – паровая турбина, 3. электрический генератор, 4 –

потребитель теплоты, 5 – конденсатный насос, 6 – деаэратор, 7 – питательный

насос.

Тепловая схема ТЭЦ с теплофикационными турбинами показана на рис.

2, где 1, 2, 3, 4 соответствуют обозначениям рис. 17, 5 – сетевой насос, 6-

конденсатор, 7 – конденсатный насос, 8 – деаэратор, 9 – питательный насос.

Тепловая нагрузка на отопительных ТЭЦ неравномерна в течение года. В целях снижения затрат на основное энергетическое оборудование часть тепла (40—50%) в периоды повышенной нагрузки подаётся потребителям от пиковых водогрейных котлов.

На ТЭЦ используют твёрдое, жидкое или газообразное топливо. Вследствие большей близости ТЭЦ к населённым местам на них шире (по сравнению с ГРЭС) используют более ценное, меньше загрязняющее атмосферу твёрдыми выбросами топливо — мазут и газ. Для защиты воздушного бассейна от загрязнения твёрдыми частицами используют (как и на ГРЭС) золоуловители (см. Газов очистка), для рассеивания в атмосфере твёрдых частиц, окислов серы и азота сооружают дымовые трубы высотой до 200—250 м. ТЭЦ, сооружаемые вблизи потребителей тепла, обычно отстоят от источников водоснабжения на значительном расстоянии. Поэтому на большинстве ТЭЦ применяют оборотную систему водоснабжения с искусственными охладителями — градирнями. Прямоточное водоснабжение на ТЭЦ встречается редко.

На газотурбинных ТЭЦ в качестве привода электрических генераторов используют газовые турбины. Теплоснабжение потребителей осуществляется за счёт тепла, отбираемого при охлаждении воздуха, сжимаемого компрессорами газотурбинной установки, и тепла газов, отработавших в турбине. В качестве ТЭЦ могут работать также парогазовые электростанции (оснащенные паротурбинными и газотурбинными агрегатами) и атомные электростанции.