Як виробляється електрика на ТЕЦ. Порівняння російських ТЭЦ з іноземними

Електричною станцією називається комплекс обладнання, призначеного для перетворення енергії будь-якого природного джерела на електрику або тепло. Різновидів подібних об'єктів є кілька. Наприклад, найчастіше для отримання електрики та тепла використовуються ТЕС.

Визначення

ТЕС — це електростанція, яка застосовує як джерело енергії якесь органічне паливо. Як останній може використовуватися, наприклад, нафта, газ, вугілля. На даний момент теплові комплекси є найпоширенішим видом електростанцій у світі. Пояснюється популярність ТЕС насамперед доступністю органічного палива. Нафта, газ і вугілля є у багатьох куточках планети.

ТЕС - це (розшифровка зАбревіатури виглядає як "теплова електростанція"), крім усього іншого, комплекс з досить-таки високим ККД. Залежно від виду турбін цей показник на станціях подібного типу може дорівнювати 30 - 70%.

Які існують різновиди ТЕС

Класифікуватися станції цього можуть за двома основними ознаками:

• призначенню;
• типу установок.

У першому випадку розрізняють ГРЕС та ТЕЦ.ГРЕС - це станція, що працює за рахунок обертання турбіни під потужним натиском струменя пари. Розшифровка абревіатури ДРЕС — державна районна електростанція — зараз втратила актуальність. Тому часто такі комплекси називають також КЕС. Ця абревіатура розшифровується як "конденсаційна електростанція".

ТЕЦ — це також досить поширений вид ТЕС. На відміну від ГРЕС такі станції оснащуються не конденсаційними, а теплофікаційними турбінами. Розшифровується ТЕЦ як "теплоенергоцентраль".

Крім конденсаційних та теплофікаційних установок (паротурбінних), на ТЕС можуть використовуватися такі типи обладнання:

• парогазові.

ТЕС та ТЕЦ: відмінності

Часто люди плутають ці поняття. ТЕЦ, по суті, як ми з'ясували, є одним із різновидів ТЕС. Відрізняється така станція від інших типів ТЕС насамперед тим, щочастина вироблюваної нею теплової енергії йде на бойлери, встановлені в приміщеннях для їх обігріву або для отримання гарячої води.

Також люди часто плутають назви ГЕС та ГРЕС. Пов'язано це насамперед зі схожістю абревіатур. Однак ГЕС принципово відрізняється від ГРЕС. Обидва види станцій зводяться на річках. Однак на ГЕС, на відміну від ГРЕС, як джерело енергії використовується не пара, а безпосередньо сам водяний потік.

Які вимоги до ТЕС

ТЕС — це теплова електрична станція, де вироблення електроенергії та її споживання виробляються одномоментно. Тому такий комплекс має повністю відповідати низці економічних та технологічних вимог. Це забезпечить безперебійне та надійне забезпечення споживачів електроенергією. Так:

• приміщення ТЕС повинні мати гарне освітлення, вентиляцію та аерацію;
• повинен бути забезпечений захист повітря всередині станції та навколо неї від забруднення твердими частинками, азотом, оксидом сірки тощо;
• джерела водопостачання слід ретельно захищати від потрапляння в них стічних вод;
• системи водопідготовки на станціях слід облаштовуватибезвідходні.

Принцип роботи ТЕС

ТЕС – це електростанція, де можуть використовуватися турбіни різного типу. Далі розглянемо принцип роботи ТЕС з прикладу однієї з найпоширеніших її типів — ТЕЦ. Здійснюється вироблення енергії на таких станціях у кілька етапів:

Паливо та окислювач надходять у котел. Як перший у Росії зазвичай використовується вугільний пил. Іноді паливом ТЕЦ можуть бути також торф, мазут, вугілля, горючі сланці, газ. Окислювачем у разі виступає підігріте повітря.

Пар, що утворився в результаті спалювання палива в котлі, надходить у турбіну. Призначенням останньої є перетворення енергії пари на механічну.

Воли турбіни, що обертаються, передають енергію на вали генератора, що перетворює її в електричну.

Охолоджена і втратила частину енергії в турбіні пара надходить у конденсатор.Тут він перетворюється на воду, яка подається через підігрівачі на деаератор.

Деаерова вода підігрівається і подається в котел.



Переваги ТЕС

ТЕС - це, таким чином, станція, основним типом обладнання на якій є турбіни та генератори. До плюсів таких комплексів відносять насамперед:

• дешевизну зведення у порівнянні з більшістю інших видів електростанцій;
• дешевизну палива, що використовується;
• невисоку вартість виробітку електроенергії.

Також великим плюсом таких станцій вважається те, що вони можуть бути побудовані в будь-якому потрібному місці, незалежно від наявності палива. Вугілля, мазут тощо можуть транспортуватися на станцію автомобільним чи залізничним транспортом.

Ще однією перевагою ТЕС є те, що вони займають дуже малу площу порівняно з іншими типами станцій.

Недоліки ТЕС

Зрозуміло, є такі станції не тільки переваги. Є в них і низка недоліків. ТЕС — це комплекси, які, на жаль, дуже сильно забруднюють навколишнє середовище. Станції цього типу можуть викидати в повітря просто величезну кількість кіптяви та диму. Також до мінусів ТЕС відносять високі порівняно із ГЕС експлуатаційні витрати. До того ж всі види палива, що використовується на таких станціях, відносяться до непоправних природних ресурсів.

Які ще види ТЕС існують

Крім паротурбінних ТЕЦ та КЕС (ДРЕС), на території Росії працюють станції:

Газотурбінні (ГТЕС). У разі турбіни обертаються немає від пари, але в природному газу. Також як паливо на таких станціях можуть використовуватися мазут або солярка. ККД таких станцій, на жаль, не надто високий (27 – 29%). Тому використовують їх в основному лише як резервні джерела електроенергії або призначені для подачі напруги в мережу невеликих населених пунктів.

Парогазотурбінні (ПГЕС). ККД таких комбінованих станцій становить приблизно 41 – 44%. Передають енергію на генератор у системах цього типу одночасно турбіни і газові, і парові. Як і ТЕЦ, ПГЕС можуть використовуватися не тільки для власне вироблення електроенергії, але і для опалення будівель або забезпечення споживачів гарячою водою.

Приклади станцій

Отже, досить продуктивним і певною мірою навіть універсальним об'єктом може вважатися будь-яка я ТЕС, електростанція. Прикладитаких комплексів подаємо у списку нижче.

Білгородська ТЕЦ. Потужність цієї станції становить 60 МВт. Турбіни її працюють на природному газі.

Мічурінська ТЕЦ (60 МВт). Цей об'єкт також розташований в Білгородської областіта працює на природному газі.

Череповецька ДРЕС. Комплекс знаходиться у Волгоградській області і може працювати як на газі, так і на вугіллі. Потужність цієї станції дорівнює цілих 1051 МВт.

Липецька ТЕЦ-2 (515 МВТ). Працює на природному газі.

ТЕЦ-26 "Мосенерго" (1800 МВт).

Черепетська ДРЕС (1735 МВт). Джерелом палива для турбін цього комплексу є вугілля.

Замість ув'язнення

Таким чином, ми з'ясували, що є тепловими електростанціями і які існують різновиди подібних об'єктів. Вперше комплекс цього був побудований дуже давно — 1882 року у Нью-Йорку. Через рік така система запрацювала у Росії — у Санкт-Петербурзі. Сьогодні ТЕС — це різновид електростанцій, на частку яких припадає близько 75% усієї електроенергії, що виробляється у світі. І мабуть, незважаючи на низку мінусів, станції цього типу ще довго забезпечуватимуть населення електроенергією та теплом. Адже переваг у таких комплексів на порядок більше, ніж недоліків.

Електричною станцією називається енергетична установка, що служить для перетворення природної енергії на електричну. Найбільш поширені теплові електричні станції (ТЕС), що використовують теплову енергію, що виділяється при спалюванні органічного палива (твердого, рідкого та газоподібного).

На теплових електростанціях виробляється близько 76% електроенергії, виробленої планети. Це пов'язано з наявністю органічного палива майже в усіх районах нашої планети; можливістю транспорту органічного палива з місця видобутку на електростанцію, що розміщується біля споживачів енергії; технічним прогресом на теплових електростанціях, які забезпечують спорудження ТЕС великою потужністю; можливістю використання відпрацьованого тепла робочого тіла та відпустки споживачам, крім електричної, також теплової енергії (з парою або гарячою водою) тощо.

Високий технічний рівень енергетики може бути забезпечений тільки при гармонійній структурі генеруючих потужностей: в енергосистемі повинні бути і АЕС, що виробляють дешеву електроенергію, але мають серйозні обмеження по діапазону та швидкості зміни навантаження, і ТЕЦ, що відпускають тепло та електроенергію, кількість якої залежить від потреб у теплі та потужні паротурбінні енергоблоки, що працюють на важких паливах, та мобільні автономні ГТУ, що покривають короткочасні піки навантаження.

1.1 Типи ТЕС та їх особливості.

На рис. 1 представлено класифікацію теплових електричних станцій на органічному паливі.

Рис.1. Типи теплових електростанцій на органічному паливі.

Рис.2 Принципова теплова схемаТЕС

1 – паровий котел; 2 – турбіна; 3 – електрогенератор; 4 – конденсатор; 5 – конденсатний насос; 6 – підігрівачі низького тиску; 7 – деаератор; 8 – поживний насос; 9 – підігрівачі високого тиску; 10 – дренажний насос.

Тепловою електричною станцією називається комплекс обладнання та пристроїв, що перетворюють енергію палива на електричну та (загалом) теплову енергію.

Теплові електростанції характеризуються великою різноманітністю та їх можна класифікувати за різними ознаками.

За призначенням і видом енергії електростанції, що відпускається, поділяються на районні та промислові.

Районні електростанції – це самостійні електростанції загального користування, які обслуговують усі види споживачів району (промислові підприємства, транспорт, населення тощо). Районні конденсаційні електростанції, які виробляють переважно електроенергію, часто зберігають у себе історичну назву – ГРЭС (державні районні електростанції). Районні електростанції, що виробляють електричну та теплову енергію (у вигляді пари або гарячої води), називаються теплоелектроцентралями (ТЕЦ). Як правило, ГРЕС та 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 обслуговують. Їх потужність визначається потребами промислових підприємств у тепловій та електричній енергії і, як правило, вона суттєво менша, ніж районних ТЕС. Часто промислові електростанції працюють на загальну електричну мережу, але підпорядковуються диспетчеру енергосистеми.

По виду палива теплові електростанції поділяються на електростанції, що працюють на органічному паливі і ядерному паливі.

За конденсаційними електростанціями, що працюють на органічному паливі, за часів, коли ще не було атомних електростанцій (АЕС), історично склалася назва теплових (ТЕС – теплова електрична станція). Саме в такому сенсі нижче буде вживатись цей термін, хоча і ТЕЦ, і АЕС, і газотурбінні електростанції (ГТЕС), і парогазові електростанції (ПГЕС) також є тепловими електростанціями, що працюють на принципі перетворення теплової енергії на електричну.

В якості органічного палива для ТЕС використовують газоподібне, рідке та тверде паливо. Більшість ТЕС Росії, особливо в європейській частині, як основне паливо споживають природний газ, а як резервне паливо – мазут, використовуючи останній через його високу вартість тільки в крайніх випадках; такі ТЕС називають газомазутними. У багатьох регіонах, переважно в азіатській частині Росії, основним паливом є енергетичне вугілля – низькокалорійне вугілля чи відходи видобутку висококалорійного кам'яного вугілля (антрацитовий штиб - АШ). Оскільки перед спалюванням таке вугілля розмелюється у спеціальних млинах до пилоподібного стану, то такі ТЕС називають пилокутними.

За типом теплосилових установок, що використовуються на ТЕС для перетворення теплової енергії на механічну енергію обертання роторів турбоагрегатів, розрізняють паротурбінні, газотурбінні та парогазові електростанції.

Основою паротурбінних електростанцій є паротурбінні установки (ПТУ), які для перетворення теплової енергії на механічну використовують найскладнішу, найпотужнішу та надзвичайно досконалу енергетичну машину – парову турбіну. ПТУ – основний елемент ТЕС, ТЕЦ та АЕС.

ПТУ, що мають як привод електрогенераторів конденсаційні турбіни і не використовують тепло відпрацьованої пари для постачання теплової енергією зовнішніх споживачів, називаються конденсаційними електростанціями. ПТУ оснащені теплофікаційними турбінами та віддають тепло відпрацьованої пари промисловим або комунально-побутовим споживачам, називають теплоелектроцентралями (ТЕЦ).

Газотурбінні теплові електростанції (ГТЕС) оснащуються газотурбінними установками (ГТУ), що працюють на газоподібному або, у крайньому випадку, рідкому (дизельному) паливі. Оскільки температура газів за ГТУ досить висока, їх можна використовуватиме відпуску теплової енергії зовнішньому споживачеві. Такі електростанції називають ГТУ-ТЕЦ. В даний час в Росії функціонує одна ГТЕС (ДРЕС-3 ім. Классона, м. Електрогорськ Московської обл.) потужністю 600 МВт та одна ГТУ-ТЕЦ (в м. Електросталь Московської обл.).

Традиційна сучасна газотурбінная установка (ГТУ) – це сукупність повітряного компресора, камери згоряння та газової турбіни, а також допоміжних систем, що забезпечують її роботу. Сукупність ГТУ та електричного генератора називають газотурбінним агрегатом.

Парогазові теплові електростанції комплектуються парогазовими установками (ПГУ), що становлять комбінацію ГТУ та ПТУ, що дозволяє забезпечити високу економічність. ПГУ-ТЕС можуть виконуватися конденсаційними (ПГУ-КЕС) та з відпусткою теплової енергії (ПГУ-ТЕЦ). В даний час в Росії працює чотири нових ПГУ-ТЕЦ (Північно-Західна ТЕЦ Санкт-Петербурга, Калінінградська, ТЕЦ-27 ВАТ «Мосенерго» та Сочинська), побудовано також теплофікаційну ПГУ на Тюменській ТЕЦ. У 2007 р. введено в експлуатацію Іванівську ПГУ-КЕС.

Блокові ТЕС складаються з окремих, зазвичай, однотипних енергетичних установок – енергоблоків. В енергоблоці кожен котел подає пару лише для своєї турбіни, з якої він повертається після конденсації лише у свій котел. За блоковою схемою будують усі потужні ГРЕС та ТЕЦ, які мають так званий проміжний перегрів пари. Робота котлів і турбін на ТЕС з поперечними зв'язками забезпечується інакше: всі котли ТЕС подають пари 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 початкові критичні параметри пари.

За рівнем початкового тиску розрізняють ТЕС докритичного тиску, надкритичного тиску (СКД) та супернадкритичних параметрів (ССКП).

Критичний тиск - це 22,1 МПа (225,6 ат). У російській теплоенергетиці початкові параметри стандартизовані: ТЕС та ТЕЦ будуються на докритичний тиск 8,8 та 12,8 МПа (90 та 130 ат), та на СКД – 23,5 МПа (240 ат). ТЕС на надкритичні параметри з технічних причин уповнюється з проміжним перегрівом та за блочною схемою. До супернадкритичним параметрів умовно відносять тиск понад 24 МПа (аж до 35 МПа) та температуру понад 5600С (аж до 6200С), використання яких потребує нових матеріалів та нових конструкцій обладнання. Часто ТЕС чи ТЕЦ різний рівень параметрів будують у кілька етапів – чергами, параметри яких підвищуються із введенням кожної нової черги.

24 жовтня 2012

Електрична енергія давно увійшла до нашого життя. Ще грецький філософ Фалес у 7 столітті до нашої ери виявив, що бурштин, потертий вовну починає притягувати предмети. Але довгий час цього факту ніхто не звертав увагу. Лише 1600 року вперше з'явився термін «Електрика», а 1650 року Отто фон Герике створив електростатичну машину як насадженого на металевий стрижень сірчаної кулі, яка дозволила спостерігати як ефект притягання, а й ефект відштовхування. Це була перша найпростіша електростатична машина.

Пройшло багато років з того часу, але навіть сьогодні, у світі, заповненому терабайтами інформації, коли можна самому дізнатися про все, що тебе цікавить, для багатьох залишається загадкою, як виробляється електрика, як її доставляють до нас до будинку, офісу, на підприємство.

У кілька частин розглянемо ці процеси.

Частина І. Генерація електричної енергії.

Звідки береться електрична енергія? З'являється ця енергія з інших видів енергії – теплової, механічної, ядерної, хімічної та багатьох інших. У промислових масштабах електричну енергіюодержують на електростанціях. Розглянемо лише найпоширеніші види електростанцій.

1) Теплові електростанції. Сьогодні можна об'єднати одним терміном – ДРЕС (Державна Районна Електростанція). Звичайно, сьогодні цей термін втратив первісний зміст, але він не пішов у вічність, а лишився з нами.

Теплові електростанції поділяються на кілька підтипів:

а)Конденсаційна електростанція (КЕС) - теплова електростанція, що виробляє лише електричну енергію, своєю назвою цей тип електростанцій завдячує особливостям принципу роботи.

Принцип роботи: У котел за допомогою насосів подається повітря та паливо (газоподібне, рідке або тверде). Виходить паливо-повітряна суміш, яка горить у топці казана, виділяючи величезну кількість теплоти. Вода проходить по трубній системі, яка розташовується всередині котла. Теплота, що виділяється, передається цій воді, при цьому її температура підвищується і доводиться до кипіння. Пар, який був отриманий в котлі, знову йде в котел для перегрівання його вище температури кипіння води (при цьому тиску), потім по паропроводах він надходить на парову турбіну, в якій пара виконує роботу. При цьому він розширюється, зменшується його температура та тиск. Таким чином, потенційна енергія пари передається турбіні, а отже, перетворюється на кінетичну. Турбіна ж у свою чергу рухає ротор трифазного генератора змінного струму, який знаходиться на одному валу з турбіною і виробляє енергію.

Розглянемо деякі елементи КЕС ближче.

Парова турбіна.

Потік водяної пари надходить через напрямні апарати на криволінійні лопатки, закріплені по колу ротора, і, впливаючи на них, ротор приводить у обертання. Між лопатками, як бачите, є проміжки. Вони є тому, що цей ротор вийнятий із корпусу. У корпус теж вбудовані ряди лопаток, але вони нерухомі і служать для створення потрібного кута падіння пари на лопатки, що рухаються.

Конденсаційні парові турбіни служать перетворення максимально можливої ​​частини теплоти пари в механічну роботу. Вони працюють з випуском (вихлопом) пари, що відпрацювала, в конденсатор, в якому підтримується вакуум.

Турбіна та генератор, які знаходяться на одному валу, називаються турбогенератором. Трифазний генератор змінного струму (синхронна машина).

Він складається з:

Що підвищує напругу до стандартного значення(35-110-220-330-500-750 кВ). При цьому струм значно зменшується (наприклад, при збільшенні напруги в 2 рази струм зменшується в 4 рази), що дозволяє передавати потужність на великі відстані. Слід зазначити, що коли ми говоримо про клас напруги, то маємо на увазі лінійну (міжфазну) напругу.

Активну потужність, яку виробляє генератор, регулюють зміною кількістю енергоносія, змінюється при цьому струм в обмотці ротора. Для збільшення активної потужності потрібно збільшити подачу пари на турбіну, при цьому струм в обмотці ротора зросте. Не слід забувати, що синхронний генератор, а це означає, що його частота завжди дорівнює частоті струму в енергосистемі, і зміна параметрів енергоносія не вплине на частоту його обертання.

Крім того, генератор виробляє реактивну потужність. Її можна використовувати для регулювання напруги, що видається в невеликих межах(Тобто це не основний засіб регулювання напруги в енергосистемі). Працює це в такий спосіб. При збудженні обмотки ротора, тобто. при підвищенні напруги на роторі понад номіналу, «надлишок» реактивної потужності видається в енергосистему, а коли обмотку ротора не збуджують, то реактивна потужність споживається генератором.

Таким чином, у змінному струміми говоримо про повної потужності(вимірюється у вольт-амперах – ВА), яка дорівнює кореню квадратному від суми активної (вимірюється у ватах – Вт) та реактивної (вимірюється у вольт-амперах реактивних – ВАР) потужностях.

Вода у водосховищі служить для відведення тепла від конденсатора. Однак, часто для цих цілей використовують бризкальні басейни.

чи градирні. Градирні бувають баштовими.

або вентиляторними Рис.9

Градирні влаштовані майже так само як і, з тією лише відмінністю, що вода стікає по радіаторах, передає їм тепло, а вже вони охолоджуються повітрям, що нагнітається. При цьому частина води випаровується та виноситься в атмосферу.
ККД такої електростанції не перевищує 30%.

Б) Газотурбінна електростанція.

На газотурбінної електростанції турбогенератор наводиться в рух не пором, а безпосередньо газами, що отримуються при згорянні палива. При цьому можна використовувати тільки природний газ, інакше турбіна швидко вийде зі стоячи через забруднення продуктами горіння. ККД на максимальному навантаженні 25-33%

Набагато більший ККД (до 60%) можна отримати, поєднуючи паровий та газовий цикли. Такі установки називають парогазовими. У них замість звичайного котла встановлено котел-утилізатор, який не має власних пальників. Теплоту він одержує від вихлопу газової турбіни. В даний час ПДУ найактивнішим чиномвпроваджуються в наше життя, але поки що в Росії їх небагато.

в) Теплоелектроцентралі (дуже давно стали невід'ємною частиною великих міст).Рис.11

ТЕЦ конструктивно влаштовано як конденсаційну електростанцію (КЕС). Особливість електростанції такого типу полягає в тому, що вона може виробляти одночасно теплову, так і електричну енергію. Залежно від виду парової турбіни, існують різні способивідбори пари, які дозволяють забирати пари з різними параметрами. При цьому частина пари або повністю вся пара (залежить від типу турбіни) надходить до мережного підігрівача, віддає йому теплоту і конденсується там. Теплофікаційні турбіни дозволяють регулювати кількість пари для теплових або промислових потреб, що дозволяє ТЕЦ працювати в кількох режимах навантаження.

тепловому - вироблення електричної енергії повністю залежить від вироблення пари для промислових чи теплофікаційних потреб.

електричному - електричне навантаження незалежне від теплового. Крім того, ТЕЦ можуть працювати і повністю конденсаційному режимі. Це може знадобитися, наприклад, при різкому дефіциті активної потужності влітку. Такий режим невигідним для ТЕЦ, т.к. значно знижується ККД.

Одночасне виробництво електричної енергії та тепла (когенерація) – вигідний процес, при якому ККД станції суттєво підвищується. Приміром, розрахунковий ККД КЕС становить максимум 30%, а ТЕЦ – близько 80%. Плюс до всього, когенерація дозволяє зменшити холости теплові викиди, що позитивно позначається на екології місцевості, в якій розташована ТЕЦ (порівняно з тим, якби тут була КЕС аналогічної потужності).

Розглянемо докладніше парову турбіну.

До теплофікаційних парових турбін відносяться турбіни з:

Протитиском;

Регульований відбір пари;

Відбором та протитиском.

Турбіни з протитиском працюють із вихлопом пари не в конденсатор, як у КЕС, а в мережевий підігрівач, тобто вся пара, що пішла через турбіну, йде на теплофікаційні потреби. Конструкція таких турбін має істотний недолік: графік електричного навантаження повністю залежить від графіка теплового навантаження, тобто такі апарати не можуть брати участі в оперативному регулюванні частоти струму в енергосистемі.

У турбінах, що мають регульований відбір пари, відбувається його відбір у потрібній кількості в проміжних щаблях, при цьому вибирають такі щаблі для відбору пари, які підходять у даному випадку. Такий тип турбіни має незалежність від теплового навантаження і регулювання активної потужності, що видається, можна регулювати у великих межах, ніж у ТЕЦ з протитиском.

Турбіни з відбором та протитиском поєднують у собі функції перших двох видів турбін.

Теплофікаційні турбіни ТЕЦ не завжди не здатні за короткий проміжок часу змінити теплове навантаження. Для покриття піків навантаження, а іноді і для збільшення електричної потужності шляхом переведення турбін в конденсаційний режим, на ТЕЦ встановлюють водогрійні пікові котли.

2) Атомні електростанції.

У Росії на даний момент існує 3 види реакторних установок. Загальний принцип їхньої роботи приблизно схожий на роботу КЕС (за колишніх часів АЕС називали ДРЕС). Принципова відмінність у тому, що теплову енергію отримують над котлах на органічному паливі, а ядерних реакторах.

Розглянемо два найпоширеніших типів реакторів у Росії.

1) Реактор РБМК.

Відмінна риса цього реактора полягає в тому, що пар для обертання турбіни отримують безпосередньо в активній зоні реактора.

Активна зона РБМК. Рис.13

складається з вертикальних графітових колон, в яких знаходяться поздовжні отвори, з вставленими туди трубами з цирконієвого сплаву та нержавіючої сталі. Графіт виконує роль уповільнювача нейтронів. Усі канали поділяються на паливні та канали СУЗ (система управління та захисту). Вони мають різні контури охолодження. У паливні канали вставляють касету (ТВС – тепловиділяючу збірку) зі стрижнями (ТВЕЛ – тепловиділяючий елемент), усередині яких знаходяться уранові таблетки в герметичній оболонці. Зрозуміло, що саме від них одержують теплову енергію, яка передається безперервно циркулюючому знизу вгору теплоносію під великим тиском – звичайній, але дуже добре очищеній від домішок воді.

Вода, проходячи паливними каналами, частково випаровується, пароводяна суміш надходить від усіх окремих паливних каналів в 2 барабан-сепаратора, де відбувається відділення (сепарація) пари від води. Вода знову йде в реактор за допомогою циркуляційних насосів (всього з 4 на петлю), а пара паропроводами йде на 2 турбіни. Потім пара конденсується в конденсаторі, перетворюється на воду, яка знову йде реактор.

Тепловою потужністю реактора керують тільки за допомогою стрижнів-поглиначів нейтронів з бору, які переміщуються в каналах СУЗ. Вода, що охолоджує ці канали, йде зверху вниз.

Як ви могли помітити, я ще ніколи не сказав про корпус реактора. Справа в тому, що фактично РБМК немає корпусу. Активна зона про яку я вам зараз розповідав поміщена в бетонну шахту, зверху вона закрита кришкою вагою 2000 тонн.

На наведеному малюнку видно верхній біологічний захист реактора. Але не варто очікувати, що піднявши один із блоків, можна буде побачити жовто-зелене жерло активної зони, ні. Сама кришка розташовується значно нижче, а над нею, у просторі до верхнього біологічного захисту залишається проміжок для комунікацій каналів та повністю витягнутих стрижнів поглиначів.

Між графітовими колонами залишають простір теплового розширення графіту. У цьому просторі циркулює суміш газів азоту та гелію. За її складом судять про герметичність паливних каналів. Активна зона РБМК розрахована на розрив трохи більше 5 каналів, якщо розгерметизується більше – відбудеться відрив кришки реактора і розкриття інших каналів. Такий розвиток подій спричинить повторення Чорнобильської трагедії (тут я маю на увазі не саму техногенну катастрофу, а її наслідки).

Розглянемо плюси РБМК:

— Завдяки поканальному регулюванню теплової потужності є можливість змінювати паливні зборки, не зупиняючи реактор. Щодня, як правило, змінюють кілька збірок.

- Низький тиск у КМПЦ (контур багаторазової примусової циркуляції), що сприяє більш м'якому перебігу аварій, пов'язаних з його розгерметизацією.

-Відсутність складного у виготовленні корпусу реактора.

Розглянемо мінуси РБМК:

—Під час експлуатації були виявлені численні прорахунки в геометрії активної зони, усунути які на енергоблоках 1-го та 2-го поколінь (Ленінград, Курськ, Чорнобиль, Смоленськ), що діють, повністю неможливо. Енергоблоки РБМК 3-го покоління (він один – на 3 енергоблоці Смоленської АЕС) позбавлений цих недоліків.

-Реактор одноконтурний. Тобто турбіни обертає пару, отриману безпосередньо в реакторі. А це означає, що містить радіоактивні компоненти. При розгерметизації турбіни (а таке було на Чорнобильській АЕС у 1993 році) її ремонт буде дуже ускладнений, а можливо, і неможливий.

-Термін служби реактора визначається терміном служби графіту (30-40 років). Потім настає його деградація, що виявляється у його набуханні. Цей процес викликає серйозні побоювання на найстарішому енергоблоці РБМК Ленінград-1, побудованому в 1973 році (йому вже 39 років). Найімовірніший вихід із ситуації – заглушення n-нного кількості каналів зменшення теплового розширення графіту.

-Графітовий сповільнювач є пальним матеріалом.

— Зважаючи на величезну кількість запірної арматури, реактор складений в управлінні.

— На 1 та 2 поколіннях існує нестійкість при роботі на малих потужностях.

Загалом можна сказати, що РБМК – добрий реактор для свого часу. Наразі прийнято рішення не будувати енергоблоки із цим типом реакторів.

2) Реактор ВВЕР.

На зміну РБМК нині приходить ВВЕР. Він має значні плюси в порівнянні з РБМК.

Активна зона повністю знаходиться в дуже міцному корпусі, який виготовляють на заводі та привозять залізничним, а потім і автомобільним транспортомна енергоблок, що будується, в повністю готовому вигляді. Уповільнювачем є чиста вода під тиском. Реактор складається з 2 контурів: вода першого контуру під великим тиском охолоджує паливні зборки, передаючи тепло 2 контуру за допомогою парогенератора (виконує функцію теплообмінника між 2 ізольованими контурами). У ньому вода другого контуру кипить, перетворюється на пару і йде турбіну. У першому контурі вода не кипить, оскільки вона перебуває під величезним тиском. Відпрацьована пара конденсується в конденсаторі і знову йде парогенератор. Двоконтурна схема має значні плюси в порівнянні з одноконтурною:

Пара, що йде на турбіну не радіоактивна.

Потужністю реактора можна керувати не тільки стрижнями-поглиначами, а й розчином борної кислоти, що робить реактор стійкішим.

Елементи першого контуру розташовуються дуже близько один від одного, тому їх можна помістити у загальну захисну оболонку. При розривах у першому контурі радіоактивні елементи потраплять у гермооболонку та не вийдуть у навколишнє середовище. Крім того гермооболонка захищає реактор від зовнішнього впливу(наприклад від падіння невеликого літака чи вибуху за периметром станції).

Реактор не складний під управлінням.

Є також і мінуси:

-На відміну від РБМК, паливо не можна змінювати при працюючому реакторі, т.к. воно перебуває у загальному корпусі, а чи не в окремих каналах, як і РБМК. Час перезавантаження палива зазвичай збігається з часом поточного ремонту, що зменшує вплив цього фактора на КИУМ (коефіцієнт встановленої потужності).

— Перший контур перебуває під великим тиском, що потенційно може спричинити більший масштаб аварії при розгерметизації, ніж РБМК.

— Корпус реактора дуже складно перевезти із заводу-виробника на будмайданчик АЕС.

Що ж, роботу теплових електростанцій ми розглянули, тепер розглянемо роботу

Принцип роботи ГЕС є досить простим. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напір води, що надходить на лопаті гідротурбіни, що приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію.

Необхідний напір води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки у певному місці, або деривацією – природним струмом води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують разом і греблю, і деривацію. ГЕС володіють дуже високою маневреністю вироблюваної потужності, а також малою вартістю електроенергії, що виробляється. Ця особливість ГЕС привела до створення іншого типу електростанції – ГАЕС. Такі станції здатні акумулювати електроенергію, що виробляється, і пускати її в хід в моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: у певні періоди (зазвичай уночі), гідроагрегати ГАЕС працюють як насоси, споживаючи електричну енергію з енергосистеми, та закачують воду у спеціально обладнані верхні басейни. Коли виникає потреба (у піки навантаження), вода з них надходить у напірний трубопровід і приводить у дію турбіни. ГАЕС виконують виключно важливу функцію в енергосистемі (регулювання частоти), але вони не набувають широкого поширення в нашій країні, т.к. у результаті споживають більше потужності, ніж видають. Тобто станція такого типу є збитковою для власника. Наприклад, на Загірській ГАЕС потужність гідрогенераторів у генераторному режимі 1200 МВт, а насосному – 1320 МВт. Однак такий тип станції найкраще підходить для швидкого збільшенняабо зменшення вироблюваної потужності, тому їх вигідно споруджувати близько, наприклад, АЕС, оскільки останні працюють у базовому режимі.

Ми з вами розглянули, як саме виробляється електрична енергія. Час задати собі серйозне питання: «А який тип станцій найкраще відповідає всім сучасним вимогамза надійністю, екологічністю, а крім цього, ще й відрізнятиметься малою вартістю енергії?» Кожен відповість на це запитання по-різному. Наведу свій список «найкращих із найкращих».

1) ТЕЦ на природному газі. ККД таких станцій дуже високий, висока і вартість палива, але природний газ – один із найчистіших видів палива, а це дуже важливо для екології міста, в межах яких зазвичай і розташовуються ТЕЦ.

2) ГЕС та ГАЕС. Переваги над тепловими станціями очевидні, оскільки цей тип станції не забруднює атмосферу і виробляє найдешевшу енергію, яка плюс до всього є відновлюваним ресурсом.

3) ПГУ на природному газі. Найвищий ККД серед теплових станцій, а також мала кількість споживаного палива, дозволить частково вирішити проблему теплового забруднення біосфери та обмежених запасів викопного палива.

4) АЕС. У нормальному режимі роботи АЕС викидає у довкілля у 3-5 разів менше радіоактивних речовин, ніж теплова станція тієї ж потужності, тому часткове заміщення теплових електростанцій атомними цілком виправдане.

5) ДРЕС. В даний час на таких станціях як паливо використовують природний газ. Це абсолютно безглуздо, оскільки з тим самим успіхів у топках ДРЕС можна утилізувати попутний нафтовий газ (ПНГ) чи спалювати вугілля, запаси якого величезні, проти запасами газу.

На цьому завершую першу частину статті.

Матеріал підготував:
студент групи ЕС-11б ПЗГУ Агібалов Сергій.

ВСТУП. 4

1 ТЕПЛОЕЛЕКТРОЦЕНТРАЛІ.. 5

1.1 Загальна характеристика. 5

1.2 Принципова схема ТЕЦ. 10

1.3. Принцип роботи ТЕЦ. 11

1.4 Витрата теплоти і ККД ТЕЦ…………………………………………………..15

2 ПОРІВНЯННЯ РОСІЙСЬКИХ ТЕЦ З ІНОЗЕМНИМИ.. 17

2.1 Китай. 17

2.2 Японія. 18

2.3 Індія. 19

2.4 Великобританія. 20

ВИСНОВОК. 22

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК.. 23

ВСТУП

ТЕЦ – основна виробнича ланка у системі централізованого теплопостачання. Будівництво ТЕЦ - один із основних напрямів розвитку енергетичного господарства в СРСР та ін. соціалістичних країнах. У капіталістичних країнах ТЕЦ мають обмежене поширення (переважно промислові ТЕЦ).

Теплоелектроцентралі (ТЕЦ) - електричні станції з комбінованим виробленням електричної енергії та тепла. Вони характеризуються тим, що тепло кожного кілограма пари, що відбирається з турбіни, використовується частково для вироблення електричної енергії, а потім у споживачів пари та гарячої води.

ТЕЦ призначена для централізованого постачання промислових підприємств та міст теплом та електроенергією.

Технічно та економічно обґрунтоване планування виробництва на ТЕЦ дозволяє досягти найвищих експлуатаційних показників при мінімальних витратах усіх видів виробничих ресурсів, тому що на ТЕЦ тепло «відпрацьованого» в турбінах пара використовується для потреб виробництва, опалення та гарячого водопостачання.

ТЕПЛОЕЛЕКТРОЦЕНТРАЛІ

Теплоелектроцентраль - електростанція, що виробляє електричну енергію за рахунок перетворення хімічної енергії палива на механічну енергію обертання валу електрогенератора.

Загальна характеристика

Теплоелектроцентраль - теплова електростанція , що виробляє як електричну енергію, а й тепло, що відпускається споживачам як пари і гарячої води. Використання в практичних цілях відпрацьованого тепла двигунів, що обертають електричні генератори, є відмінною особливістю ТЕЦ і називається Теплофікація. Комбіноване виробництво енергії двох видів сприяє більш економному використанню палива в порівнянні з роздільним виробленням електроенергії на конденсаційних електростанціях та теплової енергії на місцевих котельних установках. Заміна місцевих котелень, що нераціонально використовують паливо та забруднюють атмосферу міст і селищ, централізованою системою теплопостачання сприяє не тільки значній економії палива, але й підвищенню чистоти повітряного басейну , покращення санітарного стану населених місць.

Вихідне джерело енергії на ТЕЦ - органічне паливо (на паротурбінних та газотурбінних ТЕЦ) або ядерне паливо (на запланованих атомних ТЕЦ). Переважне поширення мають (1976) паротурбінні ТЕЦ на органічному паливі ( Мал. 1), що є поряд з конденсаційними електростанціями основним видом теплових паротурбінних електростанцій (ТПЕМ). Розрізняють ТЕЦ промислового типу – для постачання теплом промислових підприємств, та опалювального типу – для опалення житлових та громадських будівель, а також для постачання їх гарячою водою. Тепло від промислових ТЕЦ передається на відстань до кількох км(переважно у вигляді тепла пари), від опалювальних - на відстань до 20-30 км(У вигляді тепла гарячої води).

Основне обладнання паротурбінних ТЕЦ - турбоагрегати, що перетворюють енергію робочої речовини (пара) в електричну енергію, та котлоагрегати , виробляють пар для турбін. До складу турбоагрегату входять Парова турбіна та Синхронний генератор. Парові турбіни, які використовуються на ТЕЦ, називаються теплофікаційними турбінами (ТТ). Серед них розрізняють ТТ: із протитиском, зазвичай рівним 0,7-1,5 Мн/м 2 (встановлюються на ТЕЦ, які постачають парою промислові підприємства); з конденсацією та відборами пари під тиском 0,7- 1,5 Мн/м 2 (для промислових споживачів) та 0,05-0,25 багато/м 2 (для комунально-побутових споживачів); з конденсацією та відбором пари (опалювальним) під тиском 0,05-0,25 Мн/м 2 .

ТТ, що відпрацювало, з протитиском можна використовувати повністю. Однак електрична потужність, що розвивається такими турбінами, залежить безпосередньо від величини теплового навантаження, і за відсутності останньої (як це, наприклад, буває в літню пору на опалювальних ТЕЦ) вони не виробляють електричної потужності. Тому ТТ із протитиском застосовують лише за наявності досить рівномірного теплового навантаження, забезпеченого на весь час дії ТЕЦ (тобто переважно на промислових ТЕЦ).

У ТТ з конденсацією та відбором пари для постачання теплом споживачів використовується лише пара відборів, а тепло конденсаційного потоку пари віддається в конденсаторі охолоджувальній воді і втрачається. Для скорочення втрат тепла такі ТТ більшу частину часу мають працювати за «тепловим» графіком, тобто з мінімальною «вентиляційною» перепусткою пари в конденсатор. У СРСР розроблені та побудовані ТТ з конденсацією та відбором пари, в яких використання тепла конденсації передбачено: такі ТТ в умовах достатнього теплового навантаження можуть працювати як ТТ із протитиском. ТТ з конденсацією та відбором пари отримали на ТЕЦ переважне поширення як універсальні за можливими режимами роботи. Їх використання дозволяє регулювати теплове та електричне навантаження практично незалежно; в окремому випадку, при знижених теплових навантаженнях або за їх відсутності, ТЕЦ може працювати за «електричним» графіком, з необхідною, повною або майже повною електричною потужністю.

Електричну потужність теплофікаційних турбоагрегатів (На відміну від конденсаційних) вибирають переважно не за заданою шкалою потужностей, а за кількістю витраченої ними свіжої пари. Тому в СРСР великі теплофікаційні турбоагрегати уніфіковані саме за цим параметром. Так, турбоагрегати Р-100 з протитиском, ПТ-135 з промисловими та опалювальними відборами та Т-175 з опалювальним відбором мають однакову витрату свіжої пари (близько 750 т/год), але різну електричну потужність (відповідно 100, 135 та 175 МВт). Котлоагрегати, що виробляють пар для таких турбін, мають однакову продуктивність (близько 800 т/год). Така уніфікація дозволяє використовувати на одній ТЕЦ турбоагрегати. різних типівз однаковим тепловим обладнанням котлів та турбін. У СРСР уніфікувалися також котлоагрегати, що використовуються для роботи на ТПЕМ різного призначення. Так, котлоагрегати продуктивністю по пару 1000 т/годвикористовують для постачання парою як конденсаційних турбін на 300 МВт,так і найбільших у світі ТТ на 250 МВт.

Теплове навантаження на опалювальні ТЕЦ нерівномірне протягом року. З метою зниження витрат на основне енергетичне обладнання, частина тепла (40-50%) у періоди підвищеного навантаження подається споживачам від пікових водогрійних котлів. Частка тепла, що відпускається основним енергетичним обладнанням за найбільшого навантаження, визначає величину коефіцієнта теплофікації ТЕЦ (зазвичай дорівнює 0,5-0,6). Подібним чином можна покривати піки теплового (парового) промислового навантаження (близько 10-20% від максимального) піковими. паровими котламиневисокого тиску. Відпустка тепла може здійснюватися за двома схемами ( Мал. 2). При відкритій схемі пар від турбін прямує безпосередньо до споживачів. При закритій схемі тепло до теплоносія (пари, води), що транспортується до споживачів, підводиться через теплообмінники (паропарові та пароводяні). Вибір схеми значною мірою визначається водним режимом ТЕЦ.

На ТЕЦ використовують тверде, рідке чи газоподібне паливо. Внаслідок більшої близькості ТЕЦ до населених місць на них ширше (порівняно з ГРЕС) використовують більш цінне паливо, що забруднює атмосферу твердими викидами - мазут і газ. Для захисту повітряного басейну від забруднення твердими частинками використовують (як і на ГРЕС) золоуловлювачі , для розсіювання в атмосфері твердих частинок, оксидів сірки та азоту споруджують димові труби заввишки до 200-250 м.ТЕЦ, які споруджуються поблизу споживачів тепла, зазвичай відстоять від джерел водопостачання на значній відстані. Тому на більшості ТЕЦ застосовують оборотну систему водопостачання зі штучними охолоджувачами – Градирнями. Прямоточне водопостачання на ТЕЦ трапляється рідко.

На газотурбінних ТЕЦ як привод електричних генераторів використовують газові турбіни. Теплопостачання споживачів здійснюється за рахунок тепла, що відбирається при охолодженні повітря, що стискається компресорами газотурбінної установки, та тепла газів, що відпрацювали в турбіні. Як ТЕЦ можуть працювати також парогазові електростанції (оснащені паротурбінними та газотурбінними агрегатами) та атомні електростанції.

Мал. 1. Загальний виглядтеплоелектроцентралі.

Мал. 2. Найпростіші схеми теплоелектроцентралей з різними турбінами та різними схемами відпустки пари: а - турбіна з протитиском та відбором пари, відпустка тепла - за відкритою схемою; б - конденсаційна турбіна з відбором пари, відпустка тепла - за відкритою та закритою схемами; ПК – паровий котел; ПП – пароперегрівач; ПТ - парова турбіна; Г – електричний генератор; К – конденсатор; П – регульований виробничий відбір пари на технологічні потреби промисловості; Т – регульований теплофікаційний відбір на опалення; ТП – тепловий споживач; ВІД - опалювальне навантаження; КН і ПН - конденсатний та поживний насоси; ПВД та ПНД - підігрівачі високого та низького тиску; Д – деаератор; ПБ – бак поживної води; СП – мережевий підігрівач; СН – мережевий насос.

Принципова схема ТЕЦ

Мал. 3. Принципова схема ТЕЦ.

На відміну від КЕЦ, ТЕЦ виробляє та відпускає споживачам не лише електричну, а й теплову енергію у вигляді гарячої води та пари.

Для відпустки гарячої води служать мережеві підігрівачі (бойлери), у яких вода підігрівається парою з теплофікаційних відборів турбіни до необхідної температури. Вода в мережевих підігрівачах називається мережевою. Після охолодження у споживачів мережева вода насосами знову подається до мережних підігрівачів. Конденсат бойлерів насосами надсилається в деаератор.

Пара, що віддається на виробництво, використовується заводськими споживачами на різні цілі. Від характеру використання залежить можливість повернення виробничого конденсату в КА ТЕЦ. конденсат, Що Повертається з виробництва, якщо якість його відповідає виробничим нормам, направляється в деаератор насосом, встановленим після збірної ємності. В іншому випадку він подається на ВПУ для відповідної обробки (знесолювання, пом'якшення, знезалізнення тощо).

ТЕЦ зазвичай обладнується барабанними КА. З цих КА невелика частина котлової води виводиться з продуванням у розширювач безперервного продування і далі через теплообмінник скидається в дренаж. Вода, що скидається, називається продувною. Отримана в розширювачі пара зазвичай прямує в деаератор.

Принцип роботи ТЕЦ

Розглянемо важливу технологічну схему ТЕЦ (рис.4), характеризує склад її елементів, загальну послідовність технологічних процесів.

Мал. 4. Принципова технологічна схема ТЕЦ.

До складу ТЕЦ входять паливне господарство (ТХ) та пристрої для підготовки його перед спалюванням (ПТ). Паливне господарство включає приймально-розвантажувальні пристрої, транспортні механізми, паливні склади, пристрої для попередньої підготовкипалива (дробильні установки).

Продукти згоряння палива – димові гази відсмоктуються димососами (ДС) та відводяться через димові труби (ДТр) в атмосферу. Негорюча частина твердих паливвипадає у топці у вигляді шлаку (Ш), а значна частина у вигляді дрібних частинок виноситься з димовими газами. Для захисту атмосфери від викиду летючої золи перед димососами встановлюють золоуловлювачі (ЗП). Шлаки та зола видаляються зазвичай на золовідвали. Повітря, необхідне для горіння, подається в топку дутьевыми вентиляторами. Димососи, димова труба, дутьові вентилятори складають тягодутьову установку станції (ТДУ).

Перелічені вище ділянки утворюють один із основних технологічних трактів - паливно-газоповітряний тракт.

Другий найважливіший технологічний тракт паротурбінної електростанції - пароводяної, що включає пароводяну частину парогенератора, тепловий двигун (ТД), переважно парову турбіну, конденсаційну установку, включаючи конденсатор (К) і конденсатний насос (КН), систему технічного водопостачання (ТВ) з насосами НОВ), водопідготовчу та поживну установку, що включає водоочищення (ВО), підігрівачі високого та низького тиску (ПВД та ПНД), живильні насоси (ПН), а також трубопроводи пари та води.

У системі паливно-газоповітряного тракту хімічно пов'язана енергія палива при спалюванні в камері топки виділяється у вигляді теплової енергії, що передається радіацією і конвекцією через стінки металу трубної системи парогенератора воді і утвореному з води пару. Теплова енергія пари перетворюється в турбіні на кінетичну енергію потоку, що передається ротору турбіни. Механічна енергія обертання ротора турбіни, з'єднаного з ротором електричного генератора (ЕГ), перетворюється на енергію електричного струму, що відводиться за вирахуванням власної витрати електричного споживача.

Тепло робочого тіла, що пропрацював у турбінах, можна використовувати для потреб зовнішніх теплових споживачів (ТП).

Споживання тепла відбувається за такими напрямами:

1. Споживання для технологічних цілей;

2. Споживання для цілей опалення та вентиляції житлових, громадських та виробничих будівель;

3. Споживання інших побутових потреб.

Графік технологічного споживання тепла залежить від особливостей виробництва, режиму роботи тощо. Сезонність споживання у разі має місце лише у порівняно рідкісних випадках. На більшості ж промислових підприємствах різниця між зимовим та літнім споживанням тепла для технологічних цілей незначна. Невелика різниця виходить лише у разі застосування частини технологічної пари для опалення, а також внаслідок збільшення взимку втрат тепла.

Для споживачів тепла виходячи з численних експлуатаційних даних встановлюють енергетичні показники, тобто. норми кількості витраченого різними видамивиробництва тепла на одиницю продукції, що виробляється.

Друга група споживачів, що забезпечує тепло для цілей опалення та вентиляції, характеризується значною рівномірністю витрати тепла протягом доби і різкою нерівномірністю витрати тепла протягом року: від нуля влітку до максимуму взимку.

Теплова потужність опалення залежить від температури зовнішнього повітря, тобто. від кліматичних та метеорологічних факторів.

При відпустці тепла зі станції теплоносіями можуть служити пара та гаряча вода, що підігрівається в мережевих підігрівачах парою з відборів турбін. Питання про вибір того чи іншого теплоносія та його параметрів вирішують, виходячи із вимог технології виробництва. У деяких випадках відпрацьований на виробництві пар низького тиску (наприклад, після парових молотів) застосовують для опалювально-вентиляційних цілей. Іноді пар застосовують для опалення виробничих будівель, щоб уникнути пристрою окремої системи опалення гарячою водою.

Відпустка пари на бік для цілей опалення явно недоцільна, тому що опалювальні потреби легко задовольнити гарячою водою з залишенням всього конденсату пари, що гріє, на станції.

Відпустка гарячої води для технологічних цілей проводиться порівняно рідко. Споживачами гарячої води є лише виробництва, що витрачають її для гарячих промивок та інших подібних до них процесів, причому забруднена вода вже не повертається на станцію.

Гаряча вода, що відпускається для опалювально-вентиляційних цілей, підігрівається на станції в мережевих підігрівачах парою з відбору регульованого тиском 1,17-2,45 бар. При цьому тиск вода нагрівається до температури 100-120 .

Однак при низьких температурах зовнішнього повітря відпустка великих кількостей тепла при такій температурі води стає недоцільною, оскільки кількість води, що циркулює в мережі, а отже, і витрата електроенергії на її перекачування помітно збільшуються. Тому, крім основних підігрівачів, що живляться парою з регульованого відбору, встановлюють пікові підігрівачі, до яких пар тиском 5,85-7,85 бар підводиться з відбору більш високого тиску або безпосередньо з котлів через редукційно-охолоджувальну установку.

Чим вище початкова температура води, тим менша витрата електроенергії на привід насосів, а також діаметр теплопроводів. В даний час в пікових підігрівачах воду найчастіше підігрівають до температури 150 цію від споживача, при чисто опалювальному навантаженні зазвичай має температуру близько 70 .

1.4. Витрата теплоти та ККД ТЕЦ

Теплоелектроцентралі відпускають споживачам електричну енергію та теплоту з парою, яка відпрацювала в турбіні. У Радянському Союзі прийнято розподіляти витрати теплоти та палива між цими двома видами енергії:

2) з виробництва та відпуску теплоти:

	,	(3.3)
	,	(3.3а)

де - Витрата теплоти на зовнішнього споживача; - відпустка теплоти споживачеві; hт - ККД відпустки теплоти турбінною установкою, що враховує втрати теплоти при відпустці її (у мережних підігрівачах, паропроводах тощо); hт = 0,98 0,99.

Загальна витрата теплоти на турбоустановку Qту складається з теплового еквівалента внутрішньої потужності турбіни 3600 N i, витрати теплоти на зовнішнього споживача Qт і втрати теплоти в конденсаторі турбіни Qк. Загальне рівняння теплового балансутеплофікаційної турбоустановки має вигляд

Для ТЕЦ загалом з урахуванням ККД парового казана hп.к та ККД транспорту теплоти hтр отримаємо:

	;	(3.6)
	.	(3.6а)

Значення в основному визначається значенням значення-значенням.

Вироблення електроенергії з використанням теплоти, що відпрацювала, істотно підвищує ККД з виробництва електроенергії на ТЕЦ в порівнянні з КЕС і зумовлює значну економію палива в країні.

Висновок щодо один

Таким чином, теплоелектроцентраль не є джерелом масштабних забруднень району розташування. Технічно та економічно обґрунтоване планування виробництва на ТЕЦ дозволяє досягти найвищих експлуатаційних показників за мінімальних витрат усіх видів виробничих ресурсів, тому що на ТЕЦ тепло «відпрацьованого» в турбінах пара використовується для потреб виробництва, опалення та гарячого водопостачання.

ПОРІВНЯННЯ РОСІЙСЬКИХ ТЕЦ З ІНОЗЕМНИМИ

Найбільшими у світі країнами-виробниками електроенергії є виробляючі по 20 % від світового виробництва США, Китай і Японія, Росія, Індія, що поступаються ним у 4 рази.

Китай

Енергоспоживання Китаю до 2030 р., за прогнозом корпорації ExxonMobil, зросте більш ніж у 2 рази. Загалом частку КНР до цього часу доведеться близько 1/3 світового збільшення попиту електроенергію. Ця динаміка, на думку ExxonMobil, принципово відрізняється від стану справ у США, де прогноз зростання попиту дуже помірний.

В даний час структура генеруючих потужностей КНР є такою. Близько 80% електроенергії в Китаї забезпечують вугільні ТЕС, що пов'язано з наявністю великих вугільних родовищ у країні. 15% забезпечують ГЕС, 2% припадає на АЕС та по 1% на мазутні, газові ТЕС та інші електростанції (вітрові та ін.). Щодо прогнозів, то в найближчому майбутньому (2020 р.) роль вугілля в китайській енергетиці залишиться домінуючою, проте суттєво збільшиться частка атомної енергії (до 13%) та частка природного газу (до 7%) 1 , застосування якого дозволить суттєво покращити екологічну обстановкуу містах КНР, що стрімко розвиваються.

Японія

Сумарна встановлена ​​потужність електростанцій Японії досягає 241,5 млн. кВт. З них 60% складають ТЕС (в т.ч. ТЕС, що працюють на газі – 25%, мазуті – 19%, вугіллі – 16%). На АЕС припадає 20%, на ГЕС – 19% сумарних електрогенеруючих потужностей. У Японії функціонує 55 ТЕС встановленою потужністю понад 1 млн. кВт. Найбільшими є газові: Каваге(Chubu Electric) - 4,8 млн кВт, Хігаші(Tohoku Electric) – 4,6 млн кВт, мазутна Касіма (Tokyo Electric) – 4,4 млн кВт та вугільна Хекінан (Chubu Electric) – 4,1 млн кВт.

Таблиця 1-Виробництво електроенергії на ТЕС за даними IEEJ-Institute of Energy Economics, Japan (Інститут економіки енергетики, Японія)

Індія

Близько 70% електроенергії, що споживається в Індії, створюється тепловими електростанціями. Прийнята владою країни програма електрифікації перетворила Індію на один із найбільш привабливих ринків для інвестицій та просування інжинірингових послуг. Протягом останніх років республіка робить послідовні кроки для створення повноцінної та надійної електроенергетики. Досвід Індії примітний тим, що в країні, яка страждає на брак вуглеводневої сировини, активно ведеться освоєння альтернативних енергетичних джерел. Особливістю споживання електроенергії в Індії, яку відзначають економісти Світового банку, є те, що зростання побутового споживання дуже обмежене відсутністю майже 40% мешканців доступу до електрики (за іншими джерелами, доступ до електрики обмежений 43% городян і 55% сільських жителів). Ще однією хворобою місцевої електроенергетики є ненадійність постачання. Відключення електрики – звичайна ситуація навіть у великих роках та промислових центрах країни.

За даними Міжнародного енергетичного агентства, з огляду на нинішні економічні реалії, Індія – одна з небагатьох країн, де в найближчому майбутньому очікується стійке зростання споживання електроенергії. Економіка цієї другої у світі за кількістю населення країни – одна з тих, що найшвидше розвиваються. За останні два десятиліття середнє зростання річного ВВП становило 5,5%. У 2007/08 фінансовому році, за даними Центральної статистичної організаціїІндії, обсяг ВВП досяг $1059,9 млрд, що ставить країну на 12-й рядок у світі за величиною економіки. У структурі ВВП домінуюче становище займають послуги (55,9%), далі йдуть промисловість (26,6%) та сільське господарство (17,5%). У той же час, за неофіційними даними, у липні поточного року в країні було встановлено своєрідний п'ятирічний рекорд – попит на електроенергію перевищив пропозицію на 13,8%.

Понад 50% електроенергії в Індії виробляють ТЕС, які використовують вугілля. Індія є одночасно третім у світі виробником вугілля та третім у світі споживачем цього ресурсу, при цьому залишаючись нетто-експортером вугілля. Цей вид палива залишається найважливішим та найекономічнішим для енергетики Індії, до чверті населення якої живе за межею бідності.

Великобританія

Сьогодні у Великій Британії електростанції, що працюють на вугіллі, виробляють близько третини необхідної країни електроенергії. Такі електростанції викидають в атмосферу мільйони тонн парникових газів та твердих токсичних частинок, тому екологи постійно переконують уряд у необхідності негайно закрити ці електростанції. Але проблема полягає в тому, що заповнити ту частину електроенергії, яку виробляють теплові електростанції, поки що немає.

Висновок щодо два

Таким чином, Росія поступається найбільшим у світі країнами-виробниками електроенергії США та Китай, що виробляють по 20% від світового виробництва і стоїть на рівні з Японією та Індією.

ВИСНОВОК

У цьому рефераті описані види теплоелектроцентралей. Розглянуто принципова схема, призначення елементів структури та опис їхньої роботи. Визначено основні ККД станції.

АЗ – аварійний захист; активна зона ( ядерного реактора)

АСПТ, АСТ – атомна станція промислового теплопостачання, атомна

станція теплопостачання

АСУТП - автоматизована система управління технологічними

процесами

АТЕЦ – атомна теплоелектроцентраль

АЧР – автоматичне частотне розвантаження

АЕС – атомна електрична станція

БН – бустерний насос

БОУ – блокова знесолююча установка

БРОУ, БРУ – швидкодіюча редукційно-охолоджувальна установка,

редукційна установка

БС – барабан-сепаратор

БЩУ – блоковий щит управління

ВВЕР – водо-водяний енергетичний реактор

ВПУ – водопідготовча установка

НД – верхній ступінь (мережевого підігрівача)

ВСП – верхній підігрівач.

ВХР – водно-хімічний режим

ВЕР – вторинні енергоресурси

ВЕС – вітрова електростанція

ГАВР – гідразин-аміачний водний режим

ГАЕС – гідроакумулююча електростанція

ГеоТЕС – геотермальна теплоелектростанція

ГеЕС – геліоелектростанція (сонячна електростанція)

ГЗЗ – головна запірна засувка

ГК - генеруюча компанія (в енергосистемі)

ГОСТ - державний стандарт

ГОЕЛРО - державний план електрифікації Росії (1920 р.)

ДП – генеральний план (електростанції)

ГРП – газорозподільний пункт

ДРЕС – державна районна електростанція

ГТ, ГТД, ГТУ, ГТУ-ТЕЦ, ГТЕС - газова турбіна, газотурбінний двигун,

газотурбінне встановлення, ТЕЦ з ГТУ,

газотурбінова електростанція

гут – грам умовного палива

ГЦК – головний циркуляційний контур

ГЦН – головний циркуляційний насос

ГЩУ – головний щит управління

ГЕС – гідроелектростанція

Д – деаератор

ДВ – дутьовий вентилятор

ДВД – деаератор високого тиску

ДІ – деаератор випарника

ДН – дренажний насос

ДНД – деаератор низького тиску

ДПТС – деаератор підживлення тепломережі

ДС – димосос

ДП – димова труба

ДЕС – дизельна електростанція

ЗРУ - закритий розподільчий пристрій

ЗУ – золоуловлювач

ЗШО, ЗШУ – золошлаковідвал, золошлаковидалення

І – випарник

К – конденсатор

КЗ - коротке замикання

КІ – конденсатор випарника

КІА, КВП – контрольно-вимірювальна апаратура,

контрольно-вимірювальні прилади

КІУМ – коефіцієнт використання встановленої потужності

КМПЦ - контур багаторазової примусової циркуляції

КН – конденсатний насос

КНС - насос конденсату мережних підігрівачів

КО - конденсатоочищення; конденсатовідвідник; компенсатор обсягу

ККД - коефіцієнт корисної дії

КПТ - конденсатно-поживний тракт

КПТЕ – комбіноване виробництво теплової та електричної енергії

к-р – конденсатор

КТ – конденсатний тракт

КТО, КТП, КТПР – коефіцієнт тепловіддачі, коефіцієнт теплопередачі,

коефіцієнт теплопровідності

КТЦ – котлотурбінний цех (електростанції)

КУ – котельня установка; котел-утилізатор

КЦ – котельний цех (електростанції)

КЕН – конденсатний електронасос

КЕС – конденсаційна електростанція

ЛЕП – лінія електропередачі

МАГАТЕ – Міжнародне агентство з атомної енергії

МБ – матеріальний баланс

МГДУ – магнітогідродинамічна установка

МИРЕК, МИРЕС – Світова енергетична конференція, Світовий

енергетична рада

МПА – максимальна проектна аварія (на АЕС)

Н – насос

НВІЕ – нетрадиційні та відновлювані джерела енергії

НКВР – нейтрально-кисневий водний режим

НОК – насос зворотного конденсату

ном. – номінальний

НС - нижній ступінь (мережевого підігрівача)

НВП – нижній мережевий підігрівач

НСС – начальник зміни станції

ОВ – вода, що охолоджує; очищена вода; охолоджувач випару (деаератора)

ОВК – об'єднаний допоміжний корпус

ОД – охолоджувач дренажу

ОДУ – об'єднане диспетчерське управління

ОК – зворотний конденсат; Зворотній клапан

ВП – охолоджувач продування

ОРУ - відкритий розподільчий пристрій

ОСТ – галузевий стандарт

ОУ - охолодна установка; охолоджувач ущільнень

ОЕ – основою ежектора; охолоджувач ежектора

ПБ – піковий бойлер; пожежна безпека

ПВ – поживна вода

ПВД – підігрівач високого тиску

ПВК – піковий водогрійний котел

ПВТ – пароводяний тракт

ПГ – парогенератор; природний газ

ПГУ – парогазова установка; парогенеруюча установка

ГДК - гранично допустима концентрація

ПЕ – перегрівач свіжої пари

ПК – паровий котел; піковий котел; запобіжний клапан

ПКВС, ПКНД – паровий котел високого, низького тиску

ПН – живильний насос

ПНД – підігрівач низького тиску

ПЗ – пароохолоджувач

ПП – проміжний пароперегрівач; напівпровідник

ППР – пароперетворювач; планово-попереджувальний ремонт

ПРК - пускорезервна котельня

ПСВ – підігрівач мережної води

ПТ – парова турбіна; паровий тракт; підготовка палива

ПТС - принципова теплова схема

ПТУ – паротурбінне встановлення

ПТЕ – правила технічної експлуатації

ПУ – підігрівач ущільнень

ПУЕ – правила влаштування електроустановок

ПХ – парова характеристика

ПЕ – підігрівач ежекторів; пусковий ежектор

ПЕН – живильний електронасос

Р – розширювач; реактор (ядерний)

РАВ - радіоактивні відходи

РАТ "ЄЕС Росії" - Російське відкрите акціонерне товариство

енергетики та електрифікації «Єдина

електроенергетична система Росії»

РБМК - реактор великої потужності канальний (киплячий)

РБН - реактор на швидких нейтронах

РВП - регенеративний повітропідігрівач

РД – керівний документ

РЗА – релейний захист та автоматика

РОУ – редукційно-охолоджувальна установка

РП - регенеративний підігрівач

РТН – реактор на теплових нейтронах

РТС - розгорнута (повна) теплова схема

РУ - редукційна установка; реакторна установка; розподільчий

пристрій

РЦ - реакторний цех ( атомної електростанції)

РЕК – регіональна енергетична комісія

РЕМ – районні електричні сітки

С – сепаратор

САОЗ – система аварійного охолодження зони (ядерного реактора)

САР, САУ – система автоматичного регулювання, система

автоматичного керування

СВО, СГО – спецводоочищення, спецгазоочищення (на АЕС)

СЗЗ – санітарно-захисна зона

СК – стопорний клапан; мережева компанія (в енергосистемі)

СКД, СКП – надкритичний тиск, надкритичні параметри

СМ – змішувач

СН – мережевий насос; власні потреби

СНиП – санітарні норми та правила

СП – мережний підігрівач

СПП - сепаратор-промпароперегрівач

СТВ – система технічного водопостачання

СУЗ – система управління та захисту (ядерного реактора)

СХТМ – система хіміко-технологічного моніторингу

СЦТ – система централізованого теплопостачання

СЕС – сонячна електростанція

Т – турбіна

ТБ – тепловий баланс; паливний баланс; техніка безпеки

ТБ – технічна вода

ТВД – турбіна високого тиску

ТВС, твел – тепловиділяюча збірка, тепловиділяючий елемент

ТГ – турбогенератор

ТГВТ – паливно-газо-повітряний тракт

ТДУ – турбогенераторна установка

ТІ – теплова ізоляція

ТК – теплофікаційний пучок конденсатора турбіни; технологічний

канал (ядерного реактора); паливна касета (для АЕС)

ТН – теплоносій

ТНД – турбіна низького тиску

ТО – теплообмінник; технічне обслуговування

ТП – тепловий споживач; турбопривід (насос); технологічний процес

ТПН - поживний насос з турбоприводом (турбоживильний насос)

тр-д - трубопровід

ТТЦ – паливно-транспортний цех (електростанції)

т/в – турбоустановка

ТУ – турбоустановка; технічні умови

ТХ – паливне господарство; теплова характеристика

ТЦ – турбінний цех (електростанції)

ТЕБ – паливно-енергетичний баланс

ПЕК – паливно-енергетичний комплекс

ТЕО – техніко-економічне обґрунтування (проекту)

ПЕР – паливно-енергетичні ресурси

ТЕС – теплова електрична станція

ТЕЦ – теплоелектроцентраль

ТЕЦ-ЗІГМ – теплоелектроцентраль заводського виготовлення

газомазутне паливо

ТЕЦ-ЗІТТ – теплоелектроцентраль заводського виготовлення на твердому

ФОРЕМ - федеральний оптовий ринок енергії та потужності (Росії)

ФЕК – федеральна енергетична комісія

ХВО – хімводоочищення

ХОВ – хімочищена вода

ХХ – холостий хід (турбіни)

ХЦ – хімічний цех (електростанції)

ЦВ – циркуляційна вода

ЦВД, ЦНД, ЦСД - циліндр високого, низького, середнього тиску (турбіни)

ЦН – циркуляційний насос

ЦТАІ – цех теплової автоматики та вимірювань (електростанції)

ЦЦР – цех централізованого ремонту (електростанції)

ЧВД, ЧНД, ЧСД - частина високого, низького, середнього тиску (турбіни)

ЕГ – електрогенератор

ЕРС – електрорушійна сила

ЕС – електрична станція; електричні сітки; Енергетична стратегія

ЕУ – енергетична установка; ежектор ущільнень

ЕХ – енергетична характеристика

ЕЦ – електроцех (електростанції)

ЕЕС – електроенергетична система

ЯТ, ЯТЦ – ядерне паливо, ядерно-паливний цикл

ЛІТЕРАТУРА

1. Волков Е.П., Ведяєв В.А., Обрізков В.І. Енергетичні установки електростанцій. М: Енергоатоміздат, 1983.

2. Гіршфельд В.Я., Морозов Г.М. Теплові електростанції. М.: Вища школа, 1986.

3. Грибков А.М., Гаврилов Є.І., Полтавець В.М. Основи проектування та експлуатації теплових електростанцій. Казань: Вид-во КДЕУ, 2004.

4. Дементьєв Б.А. Ядерні енергетичні реактори. М.: Вища школа, 1990.

5. Девінс Д. Енергія. М.: Вища школа, 1985.

6. Єлізаров Д.П. Теплоенергетичні установки електростанцій М: Енерговидав, 1982.

7. Кисельов Г.П. Умовні позначенняенергетичного обладнання, трубопроводів та арматури у теплових схемах. Методичні вказівкиз дипломного проектування за спеціальністю «Теплові електричні станції». М: Вид-во МЕІ, 1981.

8. Литвин О.М. Основи теплоенергетики М: Енергія, 1973.

9. Маргулова Т.Х. Атомні електростанції. М.: вища школа, 1974, 1978, 1984.

10. Маргулова Т.Х., Подушка Л.А. Атомні електростанції. М: Енерговидав, 1982.

11. Нігматуллін І.М., Нігматуллін Б.І. Ядерні енергетичні установки. М.: Вища школа, 1986.

12. Правила технічної експлуатації електричних станцій та мереж Російської Федерації. М: СПО ОРГРЕС, 2003.

13. Проценко О.М. Підкорення атома. М.: Атоміздат, 1964.

14. Проценко О.М. Енергія майбутнього. М: Молода гвардія, 1985.

15. Проценко О.М. Енергетика сьогодні та завтра. М: Молода гвардія, 1987.

16. Рижкін В.Я. Теплові електростанції. М.: Вища школа, 1976, 1987.

17. Соколов Є.Я. Теплофікація та теплові мережі. М: Вид-во МЕІ, 2001.

18. Промислові теплові електростанції/За ред. Е.Я.Соколова. М: Енергія, 1979.

19. Стерман Л.С., Лавигін В.М., Тишин С.Г. Теплові та атомні електричні станції. М: Вид-во МЕІ, 2004, 2008.

20. Стерман Л.С., Тевлін С.А., Шарков А.Т. Теплові та атомні електричні станції. М: Енерговидав, 1982.

21. Теплові та атомні електричні станції / За ред. А.В. Клименко, В.М. Зоріна. М: Вид-во МЕІ, 2003.

22. Чичирова Н.Д., Шагієв Н.Г., Євгеньев І.В. Хімія комплексних сполук. Комплексні з'єднання у теплоенергетиці. Казань: Вид-во КДЕІ, 1999.

23. Шагієв Н.Г., Мельников В.М., Дік В.П. Економіка ядерної енергетики та організація виробництва. М: Вид-во МЕІ, 1994.