Типи теплових електростанцій
У статті розглядаються типи теплових електростанцій і їх класифікація за різними ознаками. А також наведено їх визначення і характеристики.
Життя людини пов'язана з широким використанням не тільки електричної, а й теплової енергії. Важливо відразу засвоїти, що тепло, яке використовується людиною для побутових потреб, є низько потенційним, тобто її теплоносій має відносно невисоку температуру і тиск, оскільки саме це дозволяє організувати високоекономічне виробництво електричної і теплової енергії на ТЕЦ, про що, в основному, піде мова нижче. У загальному випадку постачання будь-якого об'єкта тепловою енергією забезпечується системою, що складається з трьох основних елементів: джерела тепла (наприклад, котельні), теплової мережі (наприклад, трубопроводів гарячої води або пари) і теплоприемника (наприклад, батарея водяного опалення, що розташовується в кімнаті) [ 1].
Тепловий електричною станцією називається комплекс обладнання та пристроїв, що перетворюють енергію палива в електричну і (в загальному випадку) теплову енергію.
Теплові електростанції характеризуються великою різноманітністю і їх можна класифікувати за різними ознаками.
- За призначенням і виду енергії, що відпускається електростанції поділяються на районні та промислові.
Районні державні електростанції - це самостійні електростанції загального користування, які обслуговують всі види споживачів району (промислові підприємства, транспорт, населення і т.д.). Районні конденсаційні електростанції, що виробляють в основному електроенергію, часто зберігають за собою історичну назву - ГРЕС (державні районні електростанції). Районні державні електростанції, що виробляють електричну і теплову енергію (у вигляді пари або гарячої води), називаються теплоелектроцентралями (ТЕЦ). Як правило, ГРЕС і районні ТЕЦ мають потужність понад 1 млн кВт.
Промислові електростанції - це електростанції, що обслуговують тепловою та електричною енергією конкретні виробничі підприємства або їх комплекс, наприклад, завод з виробництва хімічної продукції. Промислові електростанції входять до складу тих промислових підприємств, які вони обслуговують. Їх потужність визначається потребами промислових підприємств в теплової та електричної енергії і, як правило, вона істотно менше, ніж районних ТЕС. Часто промислові електростанції працюють на загальну електричну мережу, але не підкоряються диспетчеру енергосистеми. Нижче розглядаються тільки районні електростанції.
2.Повідуіспользуемоготопліватепловиеелектростанцііразделяютсянаелектростанціі, що працюють на органічному паливі та ядерному паливі.
За конденсаційними електростанціями, що працюють на органічному паливі, за часів, коли ще не було атомних електростанцій (АЕС), історично склалося назву теплових (ТЕС - теплова електрична станція). Саме в такому сенсі нижче буде вживатися цей термін, хоча і ТЕЦ і АЕС, газотурбінні електростанції (ГТеС) і парогазові електростанції (ПГЕС) також є тепловими електростанціями, що працюють на принципі перетворення теплової енергії в електричну.
В якості органічного палива для ТЕС використовують газоподібне, рідке і тверде паливо. Більшість ТЕСРоссіі, особенновевропейскойчасті, вкачествеосновноготопліва споживають природний газ, а в якості резервного палива - мазут, використовуючи останній зважаючи на його дорожнечу тільки в крайніх випадках; такі ТЕС називають газомазутними. У багатьох регіонах, в основному в азіатській частіУкаіни, основним паливом є енергетичне вугілля - низькокалорійний вугілля або відходи висококалорійного кам'яного вугілля (антрацитовий штиб - АШ). Оскільки перед спалюванням такі вугілля розмелюють в спеціальних млинах до пилоподібного стану, то такі ТЕС називають пиловугільним.
- За типом теплосилових установок, використовуваних на ТЕС для перетворення теплової енергіівмеханіческуюенергіювращеніяроторовтурбоагрегатов, разлічаютпаротурбінние, газотурбінні і парогазові електростанції.
Основою паротурбінних електростанцій є двигуни установки (ПТУ), які для перетворення теплової енергії в механічну використовують найскладнішу, найпотужнішу і надзвичайно досконалу енергетичну машину - парову турбіну. ПТУ - основний елемент ТЕС, ТЕЦ і АЕС.
Газотурбінні теплові електростанції (ГТеС) оснащуються газотурбінними установками (ГТУ), що працюють на газоподібному або, в крайньому випадку, рідкому (дизельному) паливі. Оскільки температура газів за ГТУ досить висока, то їх можна використовувати для відпуску теплової енергії зовнішньому споживачеві. Такі електростанції називають ГТУ-ТЕЦ. В даний час вУкаіни функціонує одна ГТеС (ГРЕС-3 ім. Классона, м Електрогорськ Московської обл.) Потужністю 600 МВт і одна ГТУ-ТЕЦ (в м Електросталь Московської обл.).
Парогазові теплові електростанції комплектуються парогазовими установками (ПГУ), що представляють комбінацію ГТУ і ПТУ, що дозволяє забезпечити високу економічність. ПГУ-ТЕС можуть виконуватися конденсаційними (ПГУ-КЕС) і з відпусткою теплової енергії (ПГУ-ТЕЦ). ВУкаіни є тільки одна працююча ПГУ-ТЕЦ (ПГУ-450Т) потужністю 450 МВт. На Невинномиськ ГРЕС працює енергоблок (див. Лекцію 7) ПГУ-170 потужністю 170 МВт, а на Південній ТЕЦ Харкова - енергоблок ПГУ- 300 потужністю 300 МВт.
- За технологічною схемою паропроводів ТЕС поділяються на блокові ТЕС і на ТЕС з поперечними зв'язками.
Блокові ТЕС складаються з окремих, як правило, однотипних енергетичних установок - енергоблоків. В енергоблоці кожен котел подає пар тільки для своєї турбіни, з якої він повертається після конденсації тільки в свій котел. За блокової схемою будують все потужні ГРЕС і ТЕЦ, які мають так званий проміжний перегрів пари. Робота котлів і турбін на ТЕС з поперечними зв'язками забезпечується по-іншому: все котли ТЕС подають пар в один загальний паропровід (колектор) і від нього живляться всі парові турбіни ТЕС. За такою схемою будуються КЕС без проміжного перегріву і майже всі ТЕЦ на докритичний початкові параметри пара.
- За рівнем початкового тиску розрізняють ТЕС докритического тиску і сверхкритического тиску (СКД).
Критичний тиск - це 22,1 МПа (225,6 ат). В українській теплоенергетиці початкові параметри стандартизовані: ТЕС і ТЕЦ будуються на докритичний тиск 8,8 і 12,8 МПа (90 і 130 ат), і на СКД - 23,5 МПа (240 ат). ТЕС на сверхкритические параметри з технічних причин виконуються з проміжним перегрівом і за блочною схемою. Часто ТЕС чи ТЕЦ будують в кілька етапів - чергами, параметри яких поліпшуються з введенням кожної нової черги [2].