Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) РБ и его основные энергосистемы.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является важнейшей структурной составляющей национальной экономики, которая обеспечивает функционирование всех ее звеньев и повышение уровня жизни населения. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусьвключает :

Системы добычи, транспорта, хранения, производства и распределения основных видов энергоносителей (природного газа, нефти и продуктов ее переработки, твердых видов топлива, электрической и тепловой энергии).

В ТЭК Беларуси выделяют:

1) топливную промышленность (нефтяную, газовую, торфяную);

2) электроэнергетическую промышленность.
ТЭК имеет развитую производственную инфраструктуру : сеть нефтепроводов и газопроводов, магистральных, высоковольтные линии электропередач.
Нефтяная промышленность : нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность.
Нефтедобывающая промышленность: добыча нефти и первичная подготовка ее для транспортировки и переработки (65 месторождений нефти).

Нефтеперерабатывающая промышленность: обеспечение потребности страны в моторном и котельно-печном топливе, маслах, продуктах для нефтехимического производства (крупнейшим - Новополоцкий НПЗ (ПО «Нафтан»)).

Газовая промышленность : добыча попутного газа, транспортировка, переработка природного и попутного газа, его использование.

Торфяная промышленность : добыча торфа на топливо, для с/х, хим-ой переработки, производство торфобрикетов. Основными видами продукции являются: торфяные брикеты, торф кусковой и сфагновый.

Электроэнергетика : выработка, передача и распределение электрической и тепловой энергии (7,3 % валовой продукции промышленности, 15,9 % основных промышленно-производственных фондов).
Самая крупная электростанция– Лукомльская ГРЭС, мощностью 2560 МВт, вырабатывает более 40 % всей электроэнергии, используя природный газ и топочный мазут, Березовская ГРЭС (установленная мощность - 930 МВт).

В Беларуси построено более 20 гидроэлектростанций небольшой мощности. Сейчас работают 11 станций, наиболее крупные – Осиповичская (2,2тыс. кВт) нар. Свислочьская и Чигиринская (1,5тыс. кВт) пар. Друть.

Теплоэлектроцентра́ль (ТЭЦ) - разновидность тепловой электростанции, которая производит не только электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения.

При такой комбинированной выработке тепловой и электрической энергии в тепловую сеть отдается главным образом теплота отработавшего в турбинах пара, что приводит к снижению расхода топлива на 25 – 30%.

Районные котельные предназначены для централизованного теплоснабжения промышленности и жилищно-коммунального хозяйства, а также для покрытия пиковых тепловых нагрузок в теплофикационных системах. Сооружение их требует меньших капиталовложений и может быть проведено в более короткие сроки, чем сооружение ТЭЦ той же тепловой мощности. Поэтому во многих случаях теплофикацию районов начинают со строительства районных котельных. До ввода в работу ТЭЦ эти котельные являются основным источником теплоснабжения района. После ввода ТЭЦ они используются в качестве пиковых. Котельные сооружают на площадках ТЭЦ или в районах теплопотребления. В них устанавливают водогрейные котлы или паровые котлы низкого давления (1,2 – 2,4 МПа).

8.Использование солнечной энергии в РБ.

Гелиоэнергетика - это получение и использование энергии солнца.

Для прямого преобразования энергии излучения солнца применяют фотоэлектрогенераторы, или фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) .

Они получили название солнечных батарей. Осуществляется создание и производство отечественных установок на фотоэлектрических преобразователях. Одна солнечная электростанция размещена в Беловежской пуще для обогрева домов, еще несколько установок используются в чернобыльской зоне.

Создано опытное производство систем горячего водоснабжения, базирующихся на использовании солнечной энергии. Они включают в себя солнечные коллекторы и накопители тепловой энергии. Фирма «Гелиос» организовала производство гелиосистем для нагрева воды.

6.Принципиальная схема АЭС и ее работа. Ядерное горючее.

АЭС отличается от ТЭС тем, что вместо парового котла используют ядерный реактор.

В зависимости от теплоносителя существуют одно-, двух- или трехконтурные конструкции ядерных электроустановок.

Одноконтурные имеют газовый или водяной реакторы; двухконтурные – водо-водяной реакто;, трехконтурные – ядерный ректор с жидкометаллическим теплоносителем.

Первичная энергия на АЭС - внутренняя ядерная энергия, которая при делении ядра выделяется в виде колоссальной кинетической энергии, которая превращается в тепловую.

Установка - называется реактором . Через активную зону реактора проходит вещество теплоноситель, которое служит для отвода тепла (вода, инертные газы). Теплоноситель уносит тепло в парогенератор, отдавая его воде. Образующийся водяной пар поступает в турбину. Регулирование мощности реактора производится с помощью специальных стержней. Они вводятся в активную зону и изменяют поток нейтронов, а значит, и интенсивность ядерной реакции.

Природное ядерное горючее - уран. Цепная ядерная реакция представляет собой деление ядра на две части, называемые осколками деления, с одновременным выделением нескольких (2-3) нейтронов, которые, в свою очередь, могут вызвать деление следующих ядер. Такое деление происходит при попадании нейтрона в ядро атома исходного вещества. Образующиеся при делении ядра осколки деления обладают большой кинетической энергией. Торможение осколков деления в веществе сопровождается выделением большого количества тепла.

Осколки деления - это ядра, образовавшиеся непосредственно в результате деления. Осколки деления и продукты их радиоактивного распада обычно называют продуктами деления.

Ядра, делящиеся нейтронами любых энергий, называют ядерным горючим .

7.Технологический процесс энергоснабжения потребителей.

Работу по энергосбережению в РБ координирует Департамент энергоэффективности при Совете Министров РБ. Он разрабатывает концепцию и стратегию эффективного использования энергоресурсов. В 1998г. вступил закон «Об энергосбережении», который регулирует отношения в процессе рационального использования топливно-энергетических ресурсов.

Важная роль в энергосбережении отводится разработке специальных программ - материалы проводимые в этой области, а также пути использования на различных иерархических уровнях - от отраслей до предприятия, программы содержат комплекс организационных, технических, экономических мероприятий, взаимосогласованных по ресурсам, исполнителям, срокам реализации. Различают: республиканские, отраслевые, региональные, городские, долгосрочные и краткосрочные программы энергосбережения.

В настоящее время в РБ завершается организация многоуровневой системы образования в области энергосбережения. Конечная цель – воспитание общей культуры, бережного обращения с энергоресурсами.

Основные функции субъектов энергетического менеджмента верхнего уровня : правовая и законодательная функция; поиск источников и распределение финансовых ресурсов; энергетический аудит национальной экономики; выработка и координация проведения национальной политики энергосбережения с учетом экономических, технических, социальных аспектов.

9.Ветроэнергетика и перспективы применения в РБ.

Ветроэнергетика - область энергетики, использующую энергию ветра для производства различных видов энергии.

Устройства, преобразующие энергию ветра в механическую, электрическую или тепловую, называются ветроэнергетическими установками (ВЭУ) .

Энергию ветра принято использовать при скорости более 5 м/с. Поскольку периоды безветрия неизбежны, то для исключения перебоев в электроснабжении должны иметь аккумуляторы электрической энергии. Средняя скорость ветра в РБ считается недостаточной для массового развития ветроэнергетики и составляет около 4 м/с. Однако существуют места, где можно устанавливать ветроустановки. Использование этих установок позволит получать пятую часть энергии.

В настоящее время имеются 6 ВЭУ. Беларусь обладает значительным ветроэнергетическим потенциалом. Он оценивается в 1600 МВт. На территории нашей страны выявлено около 1840 площадок, где можно устанавливать ветроэнергетические станции и даже создавать ветроэнергетические парки. Годовая выработка электроэнергии может достигать 6,5 млрд. кВт/ч. Эти площадки представляют собой в основном ряды холмов высотой от 250 м над уровнем моря, где фоновая скорость ветра колеблется от 5 до 8 м/с. На каждой из них можно разместить от 3 до 20 ветроэнергетических установок.

11.Перспективы использования в РБ малой гидроэнергетики.

Малая гидроэенергетика заняла в последнее время устойчивое положение в электроэнергетике. Малая ГЭС с установленной мощностью 1 МВт может вырабатывать около 6000 МВтч в год, предотвращая при этом выброс около 4000 т углекислого газа.

Теоритический гидропотенциал, всех учитываемых водотоков Беларуси, составляет 850 МВт, технически возможный на сегодняшний день – 520 МВт, а экономически и экологически целесообразный – около 250 МВт.

В 1996 г. была принята Программа проектирования, реконструкции и нового строительства малых ГЭС в системе Белэнерго. Результатом ее выполнения является ввод на начало 2005г. в число действующих 18 малых ГЭС. Более существенным шагом станет строительство каскадов ГЭС на самых крупных реках РБ - Западной Двине, Немане, Днепре.

Малая гидроэнергетика переживает третий этап развития. Малые ГЭС разделяют на ГЭС без водохранилища и с водохранилищем. Малые ГЭС не наносят значительного ущерба окружающей среде. Воздействие на рыб и водные экосистемы являются незначительным.

В Минске предполагается строительство малой ГЭС на реке Свислочь мощностью около 80кВт в парке им. Горького не только для получения электрической энергии, но и для использования в качестве демонстрационного объекта по энергосбережению для посетителей парка.

12.Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) и направления использования.

ВЭР - энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся при технологических процессах, в агрегатах и установках, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использоваться для энергосбережения других агрегатов (процессов).

“Энергетический потенциал” - наличие определённого запаса энергии (физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др.).

ВЭР делятся на 3 основные группы :

1)Горючие (топливные) ВЭР - химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки сырья (побочные горючие газы плавильных печей (доменный газ, колошниковый, шахтных печей и вагранок, конверторный и т.д.)).

2)Тепловые ВЭР - это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства (горячих металлургических шлаков).

3)Избыточного давления (напора) - это потенциальная энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относится избыточная кинетическая энергия.

13.Местные виды топлива РБ и их характеристика. Условное топливо.

Виды топлива :

Твердое;

Газообразное;

Ядерное.

Твердому виду топлива :

Древесину, другие продукты растительного происхождения;

Уголь (с его разновидностями: каменный, бурый);

Горючие сланцы.

Твердые виды топлива (за исключением сланцев) - продукты разложения органической массы растений (торф, бурый уголь, каменные угли, горючие сланцы (Туровское месторождение в Гомельской области, Любанское - в Солигорском и Любанском районах Минской области).

Жидкое топливо - нефть – смесь жидких углеводородов различных молекулярных весов и групп. Кроме того, в ней содержится некоторое количество жидких кислородных, сернистых и азотистых соединений.

Газообразные виды топлива - природный газ (добываемый попутно с добычей нефти, называемый попутным ). Основные компоненты природного газа - метан СН4 и в небольшом количестве азот N2, высшие углеводороды, двуокись углерода.

Условное топливо – это принятая при расчетах единица учета органического топлива, то есть нефти и ее производных, природного и специально получаемого при перегонке сланцев и каменного угля газа, каменного угля, торфа – которая используется для сличения полезного действия различных видов топлива в их суммарном учете.
Определение количества энергии в заданном виде топлива.

Проведём экскурсию по Чебоксарской ТЭЦ-2, посмотрим, как электричество и тепло вырабатываются:

Напомню, кстати, что труба - самое высокое промышленное сооружение в Чебоксарах. Аж 250 метров!

Начнём с общих вопросов, к которым относится в первую очередь безопасность.
Разумеется, ТЭЦ, как и ГЭС, предприятие режимное, и просто так туда не пускают.
А если уж пустили, хоть даже на экскурсию, то инструктаж по технике безопасности пройти всё равно придётся:

Ну, нам это не в диковинку (как и сама ТЭЦ не в диковинку, я работал там лет 30 назад;)).
Да, ещё одно жёсткое предупреждение, не могу пройти мимо:

Технология

Главным рабочим веществом на всех тепловых электростанциях является, как ни странно, вода.
Потому что она легко превращается в пар и обратно.
Технология у всех одинакова: надо получить пар, который будет вращать турбину. На оси турбины помещается генератор.
В атомных электростанциях вода разогревается за счёт выделения тепла при распаде радиоактивного топлива.
А в тепловых - за счёт сжигания газа, мазута и даже, до недавних пор, угля.

Куда девать отработанный пар? Однако, обратно в воду и снова в котёл!
А куда девать тепло отработанного пара? Да на подогрев воды, поступающей в котёл - для повышения кпд всей установки в целом.
И на подогрев воды в теплосети и водопроводе (горячая вода)!
Так что в отопительный сезон из тепловой станции извлекается двойная польза - электричество и тепло. Соответственно, такое комбинированное производство и называется ТЭЦ (теплоэлектроцентраль).

Но летом всё тепло израсходовать с пользой не удаётся, поэтому пар, вышедший из турбины, охлаждается, превращаясь в воду, в градирнях, после чего вода возвращается в замкнутый производственный цикл. А в тёплых бассейнах градирен ещё и рыбу разводят;)

Чтобы не изнашивались теплосети и котёл, вода проходит специальную подготовку в химическом цехе:

А по всему замкнутому кругу воду гоняют циркуляционные насосы:

Наши котлы могут работать как на газе (жёлтые трубопроводы), так и на мазуте (чёрные). С 1994 работают на газе. Да, котлов у нас 5 штук!
Для горения в горелки необходима подача воздуха (синие трубопроводы).
Вода кипит, и пар (паропроводы красного цвета) проходит через специальные теплообменники - пароперегреватели, которые повышают температуру пара до 565 градусов, а давление, соответственно, до 130 атмосфер. Это вам не скороварка на кухне! Одна маленькая дырочка в паропроводе обернётся большой аварией; тонкая струя перегретого пара режет металл, как масло!

И вот такой пар уже подаётся на турбины (в больших станциях несколько котлов могут работать на общий паровой коллектор, от которого питаются несколько турбин).

В котельном цехе всегда шумно, потому что горение и кипение - весьма бурные процессы.
А сами котлы (ТГМЕ-464) представляют собой грандиозные сооружения высотой с двадцатиэтажный дом, и показать их целиком можно только на панораме из множества кадров:

Ещё один ракурс на подвал:

Пульт управления котла выглядит так:

На дальней стене располагается мнемосхема всего техпроцесса с лампочками, индицирующими состояние задвижек, классические приборы с самописцами на бумажной ленте, табло сигнализации и другие индикаторы.
А на самом пульте классические кнопки и ключи соседствуют с компьютерным дисплеем, где крутится система управления (SCADA). Здесь же есть самые ответственные выключатели, защищённые красными кожухами: "Останов котла" и "Главная паровая задвижка" (ГПЗ):

Турбины

Турбин у нас 4.
Они имеют очень сложную конструкцию, чтобы не пропустить ни малейшего кусочка кинетической энергии перегретого пара.
Но снаружи ничего не видно - всё закрыто глухим кожухом:

Серьёзный защитный кожух необходим - турбина вращается с высокой скоростью 3000 оборотов в минуту. Да ещё по ней проходит перегретый пар (выше говорил, как он опасен!). А паропроводов вокруг турбины множество:

В этих теплообменниках отработанным паром подогревается сетевая вода:

Кстати, на фото у меня самая старая турбина ТЭЦ-2, так что не удивляйтесь брутальному виду устройств, которые будут показаны ниже:

Вот это механизм управления турбиной (МУТ), который регулирует подачу пара и, соответственно, управляет нагрузкой. Его раньше крутили вручную:

А это Стопорный клапан (его надо долго вручную взводить после того, как он сработал):

Малые турбины состоят из одного так называемого цилиндра (набора лопастей), средние - из двух, большие - из трёх (цилиндры высокого, среднего и низкого давления).
С каждого цилиндра пар уходит в промежуточные отборы и направляется в теплообменники - подогреватели воды:

А в хвосте турбины должен быть вакуум - чем он лучше, тем выше кпд турбины:

Вакуум образуется за счёт конденсации остатков пара в конденсационной установке.
Вот мы и прошлись по всему пути воды на ТЭЦ. Обратите внимание также на ту часть пара, которая идёт на подогрев сетевой воды для потребителя (ПСГ):

Ещё один вид с кучей контрольных точек. Не забываем, что контролировать на турбине необходимо кучу давлений и температур не только пара, но и масла в подшипниках каждой её части:

Да, а вот и пульт. Он обычно находится в той же комнате, что и у котлов. Несмотря на то, что сами котлы и турбины стоят в разных помещениях, управление котлотурбинным цехом нельзя разделять на отдельные кусочки - слишком всё связано перегретым паром!

На пульте мы видим пару средних турбин с двумя цилиндрами, кстати.

Автоматизация

В отличие от , процессы на ТЭЦ более быстрые и ответственные (кстати, все помнят слышный во всех краях города громкий шум, похожий на самолётный? Так это изредка срабатывает паровой клапан, стравливая чрезмерное давление пара. Представьте, как это слышится вблизи!).
Поэтому автоматизация здесь пока запаздывает и в основном ограничивается сбором данных. А на пультах управления мы видим сборную солянку различных SCADA и промышленных контроллеров, занимающихся локальным регулированием. Но процесс идёт!

Электричество

Ещё раз посмотрим общий вид турбинного цеха:

Обратите внимание, слева под жёлтым кожухом - электрические генераторы.
Что происходит с электричеством дальше?
Оно отдаётся в федеральные сети через ряд распределительных устройств:

Электрический цех - очень непростое место. Достаточно взглянуть на панораму пульта управления:

Релейная защита и автоматика - наше всё!

На этом обзорную экскурсию можно завершить и всё-таки сказать пару слов про насущные проблемы.

Тепло и коммунальные технологии

Итак, мы выяснили, что ТЭЦ даёт электричество и тепло. И то, и другое, разумеется, поставляется потребителям. Теперь нас, главным образом, будет интересовать тепло.
После перестройки, приватизации и разделения всей единой советской промышленности на отдельные кусочки во многих местах получилось так, что электростанции остались в ведомстве Чубайса, а городские теплосети стали муниципальными. И на них образовался посредник, который берёт деньги за транспортировку тепла. А как эти деньги тратятся на ежегодный ремонт изношенных на 70% теплосетей, вряд ли нужно рассказывать.

Так вот, из-за многомиллионных долгов посредника "НОВЭК" в Новочебоксарске ТГК-5 уже перешла на прямые договора с потребителями.
В Чебоксарах пока этого нет. Более того, чебоксарские «Коммунальные технологии» на сегодня проект развития своих котельных и теплосетей аж на 38 миллиардов (ТГК-5 справилась бы всего за три).

Все эти миллиарды так или иначе будут включены в тарифы на тепло, которые устанавливает городская администрация "из соображений социальной справедливости". Между тем, сейчас себестоимость тепла, вырабатываемого ТЭЦ-2, в 1.5 раза меньше, чем на котельных КТ. И такое положение должно сохраниться и в будущем, потому что чем крупнее электростанция, тем она эффективнее (в частности, меньше эксплуатационных затрат + окупаемость тепла за счёт производства электроэнергии).

А что с точки зрения экологии?
Безусловно, одна большая ТЭЦ с высокой трубой лучше в экологическом плане, чем десяток мелких котельных с маленькими трубами, дым из которых практически останется в городе.
Самым же плохим в смысле экологии является ныне популярное индивидуальное отопление.
Маленькие домашние котлы не обеспечивают такой полноты сгорания топлива, как большие ТЭЦ, да и все выхлопные газы остаются не просто в городе, а буквально над окнами.
Кроме того, мало кто задумывается о повышенной опасности дополнительного газового оборудования, стоящего в каждой квартире.

Какой выход?
Во многих странах при центральном отоплении используются поквартирные регуляторы, которые позволяют экономнее потреблять тепло.
К сожалению, при нынешних аппетитах посредников и изношенности теплосетей преимущества центрального отопления сходят на нет. Но всё-таки, с глобальной точки зрения, индивидуальное отопление более уместно в коттеджах.

Другие посты о промышленности:

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)

Наибольшее распространение ТЭЦ получили в СССР. Первые теплопроводы были проложены от электростанций Ленинграда и Москвы (1924, 1928). С 30-х гг. началось проектирование и строительство ТЭЦ мощностью 100-200 Мвт. К концу 1940 мощность всех действующих ТЭЦ достигла 2 Гвт, годовой отпуск тепла - 10 8 Гдж, а протяжённость тепловых сетей (См. Тепловая сеть) - 650 км. В середине 70-х гг. суммарная электрическая мощность ТЭЦ составляет около 60 Гвт (при общей мощности электростанций Теплоэлектроцентраль 220 и тепловых электростанций Теплоэлектроцентраль 180 Гвт ). Годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ достигает 330 млрд. квт․ч, отпуск тепла - 4․10 9 Гдж; мощность отдельных новых ТЭЦ - 1,5-1,6 Гвт при часовом отпуске тепла до (1,6-2,0)․10 4 Гдж; удельная выработка электроэнергии при отпуске 1 Гдж тепла - 150-160 квт․ч. Удельный расход условного топлива на производство 1 квт․ч электроэнергии составляет в среднем 290 г (тогда как на ГРЭС - 370 г ); наименьший среднегодовой удельный расход условного топлива на ТЭЦ около 200 г/квт․ч (на лучших ГРЭС - около 300 г/квт․ч ). Такой пониженный (по сравнению с ГРЭС) удельный расход топлива объясняется комбинированным производством энергии двух видов с использованием тепла отработавшего пара. В СССР ТЭЦ дают экономию до 25 млн. т условного топлива в год (Теплоэлектроцентраль 11% всего топлива, идущего на производство электроэнергии).

ТЭЦ - основное производственное звено в системе централизованного теплоснабжения. Строительство ТЭЦ - одно из основных направлений развития энергетического хозяйства в СССР и др. социалистических странах. В капиталистических странах ТЭЦ имеют ограниченное распространение (в основном промышленные ТЭЦ).

Лит.: Соколов Е. Я., Теплофикация и тепловые сети, М., 1975; Рыжкин В. Я., Тепловые электрические станции, М., 1976.

В. Я. Рыжкин.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Теплоэлектроцентраль" в других словарях:

- (ТЭЦ), паротурбинная тепловая электростанция, вырабатывающая и отпускающая потребителям одновременно 2 вида энергии: электрическую и тепловую (в виде горячей воды, пара). В России мощность отдельных ТЭЦ достигает 1,5 1,6 ГВт при часовом отпуске… … Современная энциклопедия

- (ТЭЦ теплофикационная электростанция), тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды … Большой Энциклопедический словарь

ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ, и, жен. Тепловая электростанция, вырабатывающая электроэнергию и тепло (горячую воду, пар) (ТЭЦ). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова Большая политехническая энциклопедия

ТЭЦ 26 (Южная ТЭЦ) в Москве … Википедия

1 – электрический генератор; 2 – паровая турбина; 3 – пульт управления; 4 – деаэратор; 5 и 6 – бункеры; 7 – сепаратор; 8 – циклон; 9 – котел; 10 – поверхность нагрева (теплообменник); 11 – дымовая труба; 12 – дробильное помещение; 13 – склад резервного топлива; 14 – вагон; 15 – разгрузочное устройство; 16 – конвейер; 17 – дымосос; 18 – канал; 19 – золоуловитель; 20 – вентилятор; 21 – топка; 22 – мельница; 23 – насосная станция; 24 – источник воды; 25 – циркуляционный насос; 26 – регенеративный подогреватель высокого давления; 27 – питательный насос; 28 – конденсатор; 29 – установка химической очистки воды; 30 – повышающий трансформатор; 31 – регенеративный подогреватель низкого давления; 32 – конденсатный насос.

На схеме, представленной ниже, отображен состав основного оборудования тепловой электрической станции и взаимосвязь ее систем. По этой схеме можно проследить общую последовательность технологических процессов протекающих на ТЭС.

Обозначения на схеме ТЭС:

1. Топливное хозяйство;
2. подготовка топлива;
3. промежуточный пароперегреватель;
4. часть высокого давления (ЧВД или ЦВД);
5. часть низкого давления (ЧНД или ЦНД);
6. электрический генератор;
7. трансформатор собственных нужд;
8. трансформатор связи;
9. главное распределительное устройство;
10. конденсатный насос;
11. циркуляционный насос;
12. источник водоснабжения (например, река);
13. (ПНД);
14. водоподготовительная установка (ВПУ);
15. потребитель тепловой энергии;
16. насос обратного конденсата;
17. деаэратор;
18. питательный насос;
19. (ПВД);
20. шлакозолоудаление;
21. золоотвал;
22. дымосос (ДС);
23. дымовая труба;
24. дутьевой вентилятов (ДВ);
25. золоуловитель.

Описание технологической схемы ТЭС:

Обобщая все вышеописанное, получаем состав тепловой электростанции:

• топливное хозяйство и система подготовки топлива;
• котельная установка: совокупность самого котла и вспомогательного оборудования;
• турбинная установка: паровая турбина и ее вспомогательное оборудование;
• установка водоподготовки и конденсатоочистки;
• система технического водоснабжения;
• система золошлокоудаления (для ТЭС, работающих, на твердом топливе);
• электротехническое оборудование и система управления электрооборудованием.

Топливное хозяйство в зависимости от вида используемого на станции топлива включает приемно-разгрузочное устройство, транспортные механизмы, топливные склады твердого и жидкого топлива, устройства для предвари-тельной подготовки топлива (дробильные установки для угля). В состав ма-зутного хозяйства входят также насосы для перекачки мазута, подогреватели мазута, фильтры.

Подготовка твердого топлива к сжиганию состоит из размола и сушки его в пылеприготовительной установке, а подготовка мазута заключается в его подогреве, очистке от механических примесей, иногда в обработке спецприсадками. С газовым топливом все проще. Подготовка газового топлива сводится в основном к регулированию давления газа перед горелками котла.

Необходимый для горения топлива воздух подается в топочное пространство котла дутьевыми вентиляторами (ДВ). Продукты сгорания топлива — дымовые газы — отсасываются дымососами (ДС) и отводятся через дымовые трубы в атмосферу. Совокупность каналов (воздуховодов и газоходов) и различных элементов оборудования, по которым проходит воздух и дымовые газы, образует газовоздушный тракт тепловой электростанции (теплоцентрали). Входящие в его состав дымососы, дымовая труба и дутьевые вентиляторы составляют тягодутьевую установку. В зоне горения топлива входящие в его состав негорючие (минеральные) примеси претерпевают химико-физические превращения и удаляются из котла частично в виде шлака, а значительная их часть выносится дымовыми газами в виде мелких частиц золы. Для защиты атмосферного воздуха от выбросов золы перед дымососами (для предотвращения их золового износа) устанавливают золоуловители.

Шлак и уловленная зола удаляются обычно гидравлическим способом на золоотвалы.

При сжигании мазута и газа золоуловители не устанавливаются.

При сжигании топлива химически связанная энергия превращается в тепловую. В результате образуются продукты сгорания, которые в поверхностях нагрева котла отдают теплоту воде и образующемуся из нее пару.

Совокупность оборудования, отдельных его элементов, трубопроводов, по которым движутся вода и пар, образуют пароводяной тракт станции.

В котле вода нагревается до температуры насыщения, испаряется, а образующийся из кипящей котловой воды насыщенный пар перегревается. Из котла перегретый пар направляется по трубопроводам в турбину, где его тепловая энергия превращается в механическую, передаваемую на вал турбины. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор, отдает теплоту охлаждающей воде и конденсируется.

На современных ТЭС и ТЭЦ с агрегатами единичной мощностью 200 МВт и выше применяют промежуточный перегрев пара. В этом случае турбина имеет две части: часть высокого и часть низкого давления. Отработавший в части высокого давления турбины пар направляется в промежуточный перегреватель, где к нему дополнительно подводится теплота. Далее пар возвращается в турбину (в часть низкого давления) и из нее поступает в конденсатор. Промежуточный перегрев пара увеличивает КПД турбинной установки и повышает надежность ее работы.

Из конденсатора конденсат откачивается конденсационным насосом и, пройдя через подогреватели низкого давления (ПНД), поступает в деаэратор. Здесь он нагревается паром до температуры насыщения, при этом из него выделяются и удаляются в атмосферу кислород и углекислота для предотвращения коррозии оборудования. Деаэрированная вода, называемая питательной, насосом подается через подогреватели высокого давления (ПВД) в котел.

Конденсат в ПНД и деаэраторе, а также питательная вода в ПВД подогреваются паром, отбираемым из турбины. Такой способ подогрева означает возврат (регенерацию) теплоты в цикл и называется регенеративным подогревом. Благодаря ему уменьшается поступление пара в конденсатор, а следовательно, и количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде, что приводит к повышению КПД паротурбинной установки.

Совокупность элементов, обеспечивающих конденсаторы охлаждающей водой, называется системой технического водоснабжения. К ней относятся: источник водоснабжения (река, водохранилище, башенный охладитель — градирня), циркуляционный насос, подводящие и отводящие водоводы. В конденсаторе охлаждаемой воде передается примерно 55% теплоты пара, поступающего в турбину; эта часть теплоты не используется для выработки электроэнергии и бесполезно пропадает.

Эти потери значительно уменьшаются, если отбирать из турбины частично отработавший пар и его теплоту использовать для технологических нужд промышленных предприятий или подогрева воды на отопление и горячее водоснабжение. Таким образом, станция становится теплоэлектроцентралью (ТЭЦ), обеспечивающей комбинированную выработку электрической и тепловой энергии. На ТЭЦ устанавливаются специальные турбины с отбором пара — так называемые теплофикационные. Конденсат пара, отданного тепловому потребителю, возвращается на ТЭЦ насосом обратного конденсата.

На ТЭС существуют внутренние потери пара и конденсата, обусловленные неполной герметичностью пароводяного тракта, а также невозвратным расходом пара и конденсата на технические нужды станции. Они составляют приблизительно 1 — 1,5% от общего расхода пара на турбины.

На ТЭЦ могут быть и внешние потери пара и конденсата, связанные с отпуском теплоты промышленным потребителям. В среднем они составляют 35 — 50%. Внутренние и внешние потери пара и конденсата восполняются предварительно обработанной в водоподготавливающей установке добавочной водой.

Таким образом, питательная вода котлов представляет собой смесь турбинного конденсата и добавочной воды.

Электротехническое хозяйство станции включает электрический генератор, трансформатор связи, главное распределительное устройство, систему электроснабжения собственных механизмов электростанции через трансформатор собственных нужд.

Система управления осуществляет сбор и обработку информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования, автоматическое и дистанционное управление механизмами и регулирование основных процессов, автоматическую защиту оборудования.

Тепловая электростанция, вырабатывающая электрич. энергию и теплоту, отпускаемую потребителям в виде пара и горячей воды. Использование отра-бот. теплоты паровой турбины является отличит, особенностью ТЭЦ и наз. теплофикация. Комбиниров. произ-во энергии двух видов способствует более экономичному использованию топлива по сравнению с его использованием при раздельной выработке электроэнергии на конденсац. электростанциях (ГРЭС) и тепловой энергии в котельных установках. Замена мелких котельных централизованной системой теплоснабжения способствует экономии топлива, снижению загрязнения воздушного бассейна, улучшению сан. обстановки.

Исходный источник энергии на теплоэлектроцентрали - органич. топливо (на паротурбинных и газотурбинных ТЭЦ) либо расщепляющееся (ядерное) топлию (иа АТЭЦ). Наиболее распространены паротурбинные ТЭЦ. Различают ТЭЦ пром. типа - для снабжения теплотой предприятий и отопит; типа - для обогрева и снабжения горячей водой жилых и обществ, зданий. Отопление от теплоэлектроцентрали эко-

номичнее, чем от индивид, и даже цент-

рализов. котельных, т.к. на ТЭЦ сетевая во

да подогревается отработавшим паром,

темп-pa к~рого немногим выше темп-ры се

тевой воды. Теплота от пром. ТЭЦ передает

ся на расстояние неск. км (преимуществен

но паром), от отопит. - до 20-30 км (горя

чей водой). Осн. оборудование паро

турбинных ТЭЦ - турбоагрегаты,

преобразующие энергию рабочего тела

(пара) в электрич. энергию, и котлоагрега

ты, вырабатывающие пар для турбин.

В состав турбоагрегата входят паровая турбина и

синхронный генератор. Паровые турбины, используемые на ТЭЦ, наз. теплофикационными. Отобр. пар используют для производ. и отопит, нужд потребителей, для собств. нужд ТЭС (на подогрев питательной воды, ее термин, дегазацию в деаэраторах, питание эжекционных установок, конденсаторов и т.д.). Место отбора (ступень теплофикац. паровой турбины) выбирают взависимости оттребуемых параметров пара. Отработ. теплоту теплофикац. турбины с противодавлением используют полностью для нужд произ-ва или отопит. системы. Однако электрич. мощность, развиваемая такими турбинами, зависит от тепловой нагрузки, и при отсутствии последней (напр., в летнее время на отопительных теплоэлектроцентралях) они не вырабатывают электрич. мощности. Поэтому турбины с противодавлением применяют при достаточно равномерной теплотой нагрузке, обеспеч. иа все время действия ТЭЦ (т.е. преимущественно на пром. ТЭЦ). Работают они обычно параллельно с конденсац. теплофикац. паровой турбиной. У теплофикац. турбины с конденсацией и отбором (шш отборами) пара для снабжения теплотой потребителей используется лишь пар отборов, а теплота конденсац. потока пара отдается охлаждающей воде и теряется. Для сокращения потерь теплоты такие турбины большую часть времени должны работать по "тепловому" графику, т.е. с миним. пропуском пара в конденсатор. Паровые турбины с конденсацией и отбором пара получили преимущественное распространение на ТЭЦ как универсальные по возможным режимам работы. Их использование позволяет регулировать тепловую и электрич. нагрузки практически независимо одна от др.; в частном случае при поииж. тепловых нагрузках или при их отсутствии ТЭЦ может работать по "электрическому" графику с необходимой полной или почти полной электрич. мощностью. Электрич. мощность теплофикац. турбин в отличие от конденсац. выбирают не по заданной шкале мощностей, а по кол-ву расходуемого или свежего пара. Именно по этому параметру унифицированы крупные теплофикац. турбоагрегаты. Тепловая нагрузка на отопит. ТЭЦ в течение года неравномерна. Для снижения затрат на осн. энер-гетич. оборудование часть теплоты (40- 50%) в периоды повыш. нагрузки подают потребителям от пиковых водогрейных котлов. Долю теплоты, отпускаемой осн. энер-гетич, оборудованием при наибольшей нагрузке, определяет коэфф. теплофикации ТЭЦ. Подобным же образом можно покрывать пики тепловой (паровой) пром. нагрузки пиковыми паровыми котлами среднего давления. Теплота может отпускаться по двум схемам: при открытой - пар от турбин направляют непосредственно к потребителям; при закрытой - теплоту к теплоносителю подводят через теплообменники. Выбор схемы в значит, мере определяется водным режимом ТЭЦ.

На ТЭЦ используют твердое, жидкое котельное или газообразное топливо. Вследствие близости ТЭЦ к нас. пунктам на них стремятся применять мазут и особенно газ, менее загрязняющие атмосферу выбросами. ТЭЦ обычно отстоят от источников во-доснабженияназначит. расстояниях, поэтому на большинстве из них применяют оборотную систему водоснабжения с искусств. охладителями - градирнями. Прямоточное водоснабжение на теплоэлектроцентрали встречается редко. В качестве ТЭЦ могут работать также газотурбинные (для привода электрич. генераторов используют, газовые турбины), парогазовые (оснащ. паротурбинными и газотурбинными агрегатами) электростанции и АЭС. В нашей стране ТЭЦ - основное производственное звено в системе цент-рализов. теплоснабжения.

Доверенности