За рахунок чого працює ТЕЦ. Організаційна структура управління ТЕЦ та основні функції персоналу

Принцип роботи теплоелектроцентралі (ТЕЦ) заснований на унікальній властивості водяної пари – бути теплоносієм. У розігрітому стані, перебуваючи під тиском, він перетворюється на потужне джерело енергії, що приводить у рух турбіни теплоелектростанцій (ТЕС) — спадщина такої вже далекої доби пари.

Перша теплова електростанція була побудована в Нью-Йорку на Перл-Стріт (Манхеттен) у 1882 році. Батьківщиною першої російської теплової станції через рік став Санкт-Петербург. Як це не дивно, але навіть у наш час високих технологій ТЕС так і не знайшлося повноцінної заміни: їхня частка у світовій енергетиці становить понад 60 %.

І цьому є просте пояснення, в якому укладено переваги та недоліки теплової енергетики. Її "кров" - органічне паливо - вугілля, мазут, горючі сланці, торф і природний газ, як і раніше, відносно доступні, а їх запаси досить великі.

Великим мінусом є те, що продукти спалювання палива завдають серйозної шкоди навколишньому середовищу. Та й природна комора одного разу остаточно виснажиться, і тисячі ТЕС перетворяться на іржаві пам'ятки нашої цивілізації.

Принцип роботи

Для початку варто визначитися з термінами «ТЕЦ» та «ТЕС». Говорячи зрозумілою – вони рідні сестри. "Чиста" теплоелектростанція - ТЕС розрахована виключно на виробництво електроенергії. Її інша назва "конденсаційна електростанція" - КЕС.

Теплоелектроцентраль - ТЕЦ - різновид ТЕС. Вона, окрім генерації електроенергії, здійснює подачу гарячої води до центральної системи опалення та для побутових потреб.

Схема роботи ТЕЦ є досить простою. У топку одночасно надходять паливо та розігріте повітря - окислювач. Найбільш поширене паливо на російських ТЕЦ – подрібнене вугілля. Тепло від згоряння вугільного пилу перетворює воду, що надходить у котел на пару, який потім під тиском подається на парову турбіну. Потужний потік пари змушує її обертатися, рухаючи ротор генератора, який перетворює механічну енергію в електричну.

Далі пара, яка вже значно втратила свої початкові показники – температуру і тиск – потрапляє в конденсатор, де після холодного «водяного душу» він знову стає водою. Потім конденсатний насос перекачує її в регенеративні нагрівачі і далі в деаератор. Там вода звільняється від газів – кисню та СО2, які можуть спричинити корозію. Після цього вода знову підігрівається від пари та подається назад у котел.

Теплопостачання

Друга, щонайменше важлива функція ТЕЦ – забезпечення гарячою водою (паром), призначеної для систем центрального опалення прилеглих населених пунктів та побутового використання. У спеціальних підігрівачах холодна вода нагрівається до 70 градусів влітку та 120 градусів взимку, після чого мережевими насосами подається до загальної камери змішування і далі за системою тепломагістралей надходить до споживачів. Запаси води на ТЕЦ постійно поповнюються.

Як працюють ТЕС на газі

Порівняно з вугільними ТЕЦ, ТЕС, де встановлені газотурбінні установки, набагато компактніші та екологічніші. Достатньо сказати, що такій станції не потрібний паровий котел. Газотурбінна установка - це по суті той же турбореактивний авіадвигун, де, на відміну від нього, реактивний струмінь не викидається в атмосферу, а обертає ротор генератора. При цьому викиди продуктів згоряння є мінімальними.

Нові технології спалювання вугілля

ККД сучасних ТЕЦ обмежено 34%. Абсолютна більшість теплових електростанцій досі працює на вугіллі, що пояснюється дуже просто — запаси вугілля на Землі, як і раніше, величезні, тому частка ТЕС у загальному обсязі виробленої електроенергії становить близько 25 %.

Процес спалювання вугілля багато десятиліть залишається практично незмінним. Однак і сюди завітали нові технології.

Особливість даного методу полягає в тому, що замість повітря як окислювач при спалюванні вугільного пилу використовується виділений з повітря чистий кисень. В результаті з димових газів видаляється шкідлива домішка - NОx. Інші шкідливі домішки відфільтровуються в процесі кількох ступенів очищення. Залишився на виході 2 закачується в ємності під великим тиском і підлягає похованню на глибині до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Тут також при спалюванні вугілля як окислювач використовується чистий кисень. Тільки на відміну від попереднього методу в момент згоряння утворюється пара, що приводить турбіну до обертання. Потім з димових газів видаляються зола та оксиди сірки, проводиться охолодження та конденсація. Вуглекислий газ, що залишився, під тиском 70 атмосфер переводиться в рідкий стан і поміщається під землю.

Метод «pre-combustion»

Вугілля спалюється у «звичайному» режимі – у казані у суміші з повітрям. Після цього видаляється зола та SO 2 – оксид сірки. Далі відбувається видалення 2 за допомогою спеціального рідкого абсорбенту, після чого він утилізується шляхом поховання.

П'ятірка найпотужніших теплоелектростанцій світу

Першість належить китайській ТЕС Tuoketuo потужністю 6600 МВт (5 ен/бл. х 1200 МВт), що займає площу 2,5 кв. км. За нею слідує її «співвітчизниця» — Тайчжунська ТЕС потужністю 5824 МВт. Трійку лідерів замикає найбільша у Росії Сургутська ДРЕС-2 – 5597,1 МВт. На четвертому місці польська Белхатувська ТЕС – 5354 МВт, та п'ята – Futtsu CCGT Power Plant (Японія) – газова ТЕС потужністю 5040 МВт.

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 з допомогою 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 зветься 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 типів з 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 максимальної) піковими паровими котлами невисокого 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 вигляд теплоелектроцентралі.

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 попередньої підготовки палива (дробильні установки).

Продукти згоряння палива – димові гази відсмоктуються димососами (ДС) та відводяться через димові труби (ДТр) в атмосферу. Негорюча частина твердих палив випадає 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 тягодуттьову 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 електричному споживачеві.

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 з метою 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 витрачається різними видами виробництва 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 балансу теплофікаційної 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 обстановку. у 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 організації Індії, 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 принципову схему, призначення елементів структури та опис їх роботи. Визначено основні ККД станції.

У цієї парової турбіни добре видно лопатки робочих коліс.

Теплова електростанція (ТЕЦ) використовує енергію, що вивільняється при спалюванні органічного палива - вугілля, нафти та природного газу - для перетворення води на пару високого тиску. Ця пара, що має тиск близько 240 кілограмів на квадратний сантиметр і температуру 524°С (1000°F), обертає турбіну. Турбіна обертає гігантський магніт усередині генератора, що виробляє електроенергію.

Сучасні теплові електростанції перетворюють на електроенергію близько 40 відсотків теплоти, що виділилася при згорянні палива, решта скидається в довкілля. У Європі багато теплових електростанцій використовують відпрацьовану теплоту для опалення прилеглих будинків та підприємств. Комбінована вироблення тепла та електроенергії збільшує енергетичну віддачу електростанції до 80 відсотків.

Паротурбінне встановлення з електрогенератором

Типова парова турбіна містить дві групи лопаток. Пар високого тиску, що надходить безпосередньо з котла, входить у проточну частину турбіни та обертає робочі колеса з першою групою лопаток. Потім пара підігрівається в пароперегрівачі і знову надходить у проточну частину турбіни, щоб обертати робочі колеса з другою групою лопаток, які працюють при нижчому тиску пари.

Вид у розрізі

Типовий генератор теплової електростанції (ТЕЦ) приводиться у обертання безпосередньо паровою турбіною, яка здійснює 3000 обертів на хвилину. У генераторах такого типу магніт, який також називають ротором, обертається, а обмотки (статор) нерухомі. Система охолодження запобігає перегріву генератора.

Вироблення енергії за допомогою пари

На тепловій електростанції паливо згоряє у казані, з утворенням високотемпературного полум'я. Вода проходить трубками через полум'я, нагрівається і перетворюється на пару високого тиску. Пар обертає турбіну, виробляючи механічну енергію, яку генератор перетворює на електрику. Вийшовши з турбіни, пара надходить у конденсатор, де омиває трубки з холодною проточною водою, і в результаті знову перетворюється на рідину.

Мазутний, вугільний чи газовий котел

Усередині казана

Котел заповнений химерно вигнутими трубками, по яких проходить вода, що нагрівається. Складна конфігурація трубок дозволяє суттєво збільшити кількість переданої воді теплоти та за рахунок цього виробляти набагато більше пари.

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 у Білгородській області та 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.

Теплоелектроцентраль (ТЕЦ)

Найбільшого поширення ТЕЦ набули у СРСР. Перші теплопроводи були прокладені від електростанцій Ленінграда та Москви (1924, 1928). З 30-х років. почалося проектування та будівництво ТЕЦ потужністю 100-200 МВт.До кінця 1940 року потужність всіх діючих ТЕЦ досягла 2 ГВТ,річна відпустка тепла - 10 8 Гдж,а довжина теплових мереж - 650 км.У середині 70-х років. сумарна електрична потужність ТЕЦ становить близько 60 ГВт(за загальної потужності електростанцій Теплоелектроцентраль 220 та теплових електростанцій Теплоелектроцентраль 180 ГВт). Річний виробіток електроенергії на ТЕЦ досягає 330 млрд. квт, год,відпустка тепла - 4․10 9 ГДЖ;потужність окремих нових ТЕЦ – 1,5-1,6 ГВтпри годинній відпустці тепла до (1,6-2,0)․10 4 ГДЖ;питоме виробництво електроенергії при відпустці 1 Гджтепла – 150-160 квт·ч.Питома витрата умовного палива на виробництво. квт․годелектроенергії становить у середньому 290 г(тоді як на ДРЕС - 370 г); найменша середньорічна питома витрата умовного палива на ТЕЦ близько 200 г/квт․год(На кращих ДРЕС - близько 300 г/квт․год). Така знижена (порівняно з ГРЕС) питома витрата палива пояснюється комбінованим виробництвом енергії двох видів з використанням тепла пари, що відпрацювала. У СРСР ТЕЦ дають економію до 25 млн. тумовного палива на рік (Теплоелектроцентраль 11% всього палива, що йде на виробництво електроенергії).

Літ.:Соколов Е. Я., Теплофікація та теплові мережі, М., 1975; Рижкін Ст Я., Теплові електричні станції, М., 1976.

В. Я. Рижкін.

Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978 .

Синоніми: