ТЕМА: КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ИХ ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Классификация тепловых электростанций В основном в настоящее время применяется разделение электростанций на КЭС, ТЭЦ, ПГУ, ГТЭС, АЭС. Для более полной характеристики электростанции можно классифицировать по ряду основных признаков: виду первичных энергоресурсов; процессам преобразования энергии; количеству и виду энергоносителей; режиму работы; видам отпускаемой энергии; кругу охватываемых потребителей;

По видам первичных энергоресурсов различаются электростанции, применяющие топливо: По процессам преобразования энергии выделяются электростанции, в которых: органическое ТЭС; ядерное АЭС. полученная тепловая энергия преобразуется в механическую, а затем в электрическую ТЭС, АЭС; полученная тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую электростанции с МГД-генераторами (МГД-ЭС), СЭС с фотоэлементами и др. По количеству и виду используемых энергоносителей различаются электростанции: с одним энергоносителем КЭС и ТЭЦ, атомные КЭС и ТЭЦ на паре. АЭС с газовым энергоносителем, ГТЭС; с двумя разными по фазовому состоянию энергоносителями парогазовые, в том числе ПГ-КЭС и ПГ-ТЭЦ; с двумя разными энергоносителями одинакового фазового состояния бинарные. По видам отпускаемой энергии различаются электростанции: отпускающие только или в основном электрическую энергию ГЭС, ГАЭС, КЭС, атомные КЭС, ГТЭС, ПГ-КЭС и др.; отпускающие электрическую и тепловую энергию ТЭЦ, атомные ТЭЦ, ГТ-ТЭЦ и др.

По кругу охватываемых потребителей выделяются: районные электростанции ГРЭС (государственная районная электрическая станция); местные электростанции для электроснабжения отдельных населенных пунктов; блок-станции для электроснабжения отдельных потребителей. По режиму работы в ЭЭС различаются электростанции: базовые; маневренные или полупиковые; пиковые. К первой группе относятся крупные, наиболее экономичные КЭС, атомные КЭС, ТЭЦ на теплофикационном режиме, ко второй маневренные конденсационные электростанции, ПГ-КЭС и ТЭЦ, к третьей ГДЭС, ГТЭС. Частично в пиковом режиме работают ТЭЦ и менее экономичные КЭС. В последнее время КЭС и атомные КЭС все в большей степени увеличивают отпуск тепловой энергии. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), кроме электроэнергии, выраба- тывают тепло; использование тепла отработавшего пара при комбинированном производстве энергии обеспечивает значительную экономию топлива. Если отработавший пар или горячая вода используется для технологических процессов, отопления и вентиляции промышленных предприятий, то ТЭЦ называются промышленными. При использовании тепла для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий городов ТЭЦ называются коммунальными (отопительными). Промышленно-отопительные ТЭЦ снабжают теплом как промышленные предприятия, так и население. На отопительных ТЭЦ наряду с теплофикационными турбоустановками имеются водогрейные котлы для отпуска тепла в периоды пиков тепловой нагрузки.

Для каждого типа электростанций имеются свои внутренние признаки классификации. Например, КЭС и ТЭЦ различаются по начальным параметрам, технологической схеме (блочные и с поперечными связями), единичной мощности блоков и т.п. АЭС классифицируются по типу реакторов (на тепловых и быстрых нейтронах), по конструкции реакторов и др. Наряду с рассмотренными выше основными типами электростанций в России развиваются также парогазовые и чисто газотурбинные электростанции. Парогазовые электростанции (ПГЭС) применяются в двух вариантах: с высоконапорным парогенератором и со сбросом выхлопных газов в котлоагрегаты обычного типа. При первом варианте продукты сгорания из камеры сгорания под давлением направляются в высоконапорный компактный парогенератор, где вырабатывается пар высокого давления, а продукты сгорания охлаждаются до °С, после чего они направляются в газовую турбину, а пар высокого давления подается в паровую турбину. При втором варианте продукты сгорания из камеры сгорания с добавлением необходимого количества воздуха для снижения температуры до °С направляются в газовую турбину, а оттуда отходящие газы при температуре примерно °С с большим содержанием кислорода поступают в обычные котлоагрегаты паротурбинных ТЭС, где выполняют функцию окислителя и отдают свое тепло.

В первой схеме должен сжигаться природный газ либо специальное газотурбинное жидкое топливо, во второй такое топливо должно сжигаться только в камере сгорания газовой турбины, а в котлоагрегатах мазут или твердое топливо, что представляет определенное преимущество. Комбинирование двух циклов дает повышение общего КПД ПГЭС примерно на 56 % по сравнению с паротурбинной КЭС. Мощность газовых турбин ПГЭС составляет примерно 2025 % мощности парогазового блока. В связи с тем, что удельные капиталовложения в газотурбинную часть ниже, чем в паротурбинную, на ПГЭС достигается уменьшение удельных капиталовложений на 1012 %. Парогазовые блоки обладают большей маневренностью, чем обычные конденсационные блоки, и могут быть использованы для работы в полупиковой зоне, так как более экономичны, чем маневренные КЭС.

1 Охарактеризуйте ТЭЦ и КЭС по всем классификационным признакам. 2 Перечислите факторы, от которых зависят экономические показатели КЭС. 3 Каковы основные особенности ТЭЦ? Для покрытия какой части графика нагрузки используются их мощности? 4 В чем состоят основные особенности ПГЭС и ГТЭС, как это отражается на технико-экономических показателях? Контрольные вопросы