Основні типи станцій ТЕЦ, КЕС, гес, аес, ГТУ, ПГУ

Електрична станція - це сукупність установок, обладнання і апаратури, використовуваних безпосередньо для виробництва електричної енергії, а також необхідні для цього споруди та будівлі, розташовані на певній території. Залежно від джерела енергії розрізняють теплові електростанції, гідроелектричні станції, гідроакумулюючі електростанції, атомні електростанції, приливні електростанції, вітроелектростанції, геотермічні електростанції і електростанції з магнітогідродинамічним генератором.

Теплова електростанція (ТЕС) - електростанція, що виробляє електричну енергію в результаті перетворення теплової енергії, що виділяється при спалюванні органічного палива. За своїм функціональним призначенням Теплові електричні станції поділяють на конденсаційні (КЕС), призначені для вироблення тільки електричної енергії, і теплоелектроцентралі (ТЕЦ), що виробляють крім електричної теплову енергію у вигляді гарячої води і пари.

На теплових електростанціях хімічна енергія палива, що спалюється перетворюється спочатку в механічну, а потім в електричну.

Паливом для такої електростанції можуть служити вугілля, торф, газ, горючі сланці, мазут.

Перші ТЕС з'явилися наприкінці XIX в. (1882р. - в Нью-Йорку, 1883р. - в Харкові, 1884.. - в Берліні). На початку XXI ст. ТЕС - продовжує залишатися основним видом електричних станцій.

Технологія виробництва електроенергії на тепловій електростанції (рис. 1.1 ГРЕС) включає чотири основні компоненти: підсистему підготовки і подачі палива, парову підсистему (котел і система транспортування пара). Вугілля, що надходить на електростанцію (вугільний склад 2), проходить кілька ступенів підготовки. З нього видаляються металеві домішки, відбувається дроблення особливо великих шматків, після попередньої підготовки вугілля надходить в бункер сирого вугілля. З бункера вугілля потрапляє в вугільні млини 1, де відбувається його подрібнення до стану пилу. Вугільний пил потрапляє або в бункер пилу 3, а потім по пилепроводів в топку котла 9 або відразу в топку. При спалюванні палива в топку котла необхідно подавати повітря, який також проходить кілька ступенів підготовки, які полягають в підігріві холодного повітря в повітропідігрівниках. Після чого повітря потрапляє в топку або в живильники пилу для здійснення транспорту пилу.

Відходами процесу спалювання є гази, а в разі використання вугілля або нафтопродуктів зола. Очищення відведених газів проводиться в пилоуловлювачах - електричних фільтрах, в яких на вугільних станціях здійснюється очищення відхідних газів від вугільного пилу. Гази видаляються через димову трубу 7. Також в процесі згоряння утворюються шлаки, які видаляються системою шлаковидалення.

Пар високої температури і високого тиску, що утворюється в казані, надходить в парову турбіну 8. Проходячи через турбіну, пара обертає ротор, а потім потрапляє в конденсатор 5, де підтримуються низька температура і низький тиск.

Пар низького тиску, який залишає турбіну, конденсується на трубках конденсатора, по яких циркулює (ЦН) охолоджуюча вода. За пароводяного тракту конденсат насосами 6 повертається в котел, де знову перетворюється в пар. Оскільки конденсат є практично нестисливої ​​рідиною з відносно невеликим об'ємом, його закачування в труби котла, що знаходяться під високим тиском, не вимагає значних витрат енергії. Конденсат, перед тим як потрапити в котел, проходить по пароводяного тракту, де його підігрівають в подогревателях низького і високого тиску, проводять очищення від повітря в деаератори і піднімають тиск до тиску в котлі в конденсаторному насосі (КН) і живильному насосі (ПН).

Ротор турбіни механічно пов'язаний з ротором турбогенератора G1.
Електроенергія, що виробляється генератором, надходить через підвищувальний блоковий трансформатор Т1 на розподільний пристрій високої напруги (РУВН) і по лініях електропередачі W в енергосистему. Розподільний пристрій містить: збірні шини К; високовольтні вимикачі Q; роз'єднувачі QS; вимірювальні трансформатори струму TA і напруги TV; обмежувачі перенапруг нелінійні ОПН.

Власні потреби, що забезпечують роботу станції, отримують живлення від робітників (РТСН) і пуско-резервних (ПРТСН) трансформаторів власних потреб. Потужні споживачі власних потреб підключаються до розподільного пристрою РУСН (6-10) кВ, інші до РУСН 0,4 кВ.

Одне з основних відмінностей теплоелектроцентралі від конденсаційних станцій, установка на ній спеціальної теплофікаційної турбіною з відбором пари. На ТЕЦ одна частина пара повністю використовується в турбіні для вироблення електроенергії в генераторі і потім надходить в конденсатор, а інша, що має велику температуру і тиск, відбирається від проміжної ступені турбіни і використовується для потреб теплопостачання та виробництва.

Друга відмінність ТЕЦ від КЕС полягає в технологічній схемі. КЕС є електростанціями з потужними енергоблоками (досягнута потужність 1200 кВт) і високими параметрами пари. Це обумовлює блоковий принцип побудови таких електростанцій, т. Е. Електростанція будується блоками котел-турбіна-генератор-трансформатор.

На ТЕЦ же встановлені значно менш потужні енергоблоки, тому з точки зору надійності тепло- та електропостачання, а також для підвищення економічності роботи електростанції можливе об'єднання на паралельну роботу котлів (котли видають пар в загальний колектор пара.

ТЕЦ будують зазвичай поблизу споживачів - промислових підприємств або житлових масивів, так як радіус дії потужних міських ТЕЦ з постачання гарячої води не перевищує 10 км. Заміські ТЕЦ передають гарячу воду при більш високій початковій температурі на відстань до 30 км. Пар для виробничих процесів при тиску 0,6-1,6 МПа може бути переданий не далі ніж на 2-3 км.

Цим обумовлено наступне відміну ТЕЦ: так як споживачі електроенергії знаходяться поблизу електростанції, то відпадає необхідність у подвійному перетворенні електроенергії спочатку в високе напруження, а потім навпаки, що зменшує втрати електроенергії в силових трансформаторах. Для електропостачання споживачів будуються розподільні пристрої на генераторному напрузі (ГРУ), рис. 1.2. Потужні ТЕЦ будують за блоковим або змішаним принципом: частина блоків підключена до ГРУ, а частина - за блоковим принципом, рис 1.2.

Мал. 1.2. Станція змішаного типу.

Теплові конденсаційні електростанції мають невисокий ККД (30-40%), так як більша частина енергії втрачається та відходять топковим газами і охолоджуючої водою конденсатора. Коефіцієнт корисної дії ТЕЦ досягає 60-70%.

Сучасні парові турбіни для ТЕС - досить досконалі, швидкохідні, високо-економічні машини з великим ресурсом роботи. Їх потужність в одновальному виконанні досягає 1,2 млн. КВт, і це не є межею.

Питання для самоперевірки по розділу 1:

1. Розвиток електронергетікі.

2. Умовні позначення елементів електричних схем.

3. Система заземлення нейтралей електричних мереж.

4. Технологічні схеми ТЕЦ.

5. Технологічна схема ГРЕС.

6. Класифікація станцій.

7. Показники графіків навантаження.

8. Види графіків навантаження.

9. Показники якості електроенергії.

10. Класифікація споживачів електроенергії.