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.

У этой паровой турбины хорошо видны лопатки рабочих колес.

Тепловая электростанция (ТЭЦ) использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива - угля, нефти и природного газа - для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, имеющий давление около 240 килограммов на квадратный сантиметр и температуру 524°С (1000°F), приводит во вращение турбину. Турбина вращает гигантский магнит внутри генератора, который вырабатывает электроэнергию.

Современные тепловые электростанции превращают в электроэнергию около 40 процентов теплоты, выделившейся при сгорании топлива, остальная сбрасывается в окружающую среду. В Европе многие тепловые электростанции используют отработанную теплоту для отопления близлежащих домов и предприятий. Комбинированная выработка тепла и электроэнергии увеличивает энергетическую отдачу электростанции до 80 процентов.

Паротурбинная установка с электрогенератором

Типичная паровая турбина содержит две группы лопаток. Пар высокого давления, поступающий непосредственно из котла, входит в проточную часть турбины и вращает рабочие колеса с первой группой лопаток. Затем пар подогревается в пароперегревателе и снова поступает в проточную часть турбины, чтобы вращать рабочие колеса с второй группой лопаток, которые работают при более низком давлении пара.

Вид в разрезе

Типичный генератор тепловой электростанции (ТЭЦ) приводится во вращение непосредственно паровой турбиной, которая совершает 3000 оборотов в минуту. В генераторах такого типа магнит, который называют также ротором, вращается, а обмотки (статор) неподвижны. Система охлаждения предупреждает перегрев генератора.

Выработка энергии при помощи пара

На тепловой электростанции топливо сгорает в котле, с образованием высокотемпературного пламени. Вода проходит по трубкам через пламя, нагревается и превращается в пар высокого давления. Пар приводит во вращение турбину, вырабатывая механическую энергию, которую генератор превращает в электричество. Выйдя из турбины, пар поступает в конденсатор, где омывает трубки с холодной проточной водой, и в результате снова превращается в жидкость.

Мазутный, угольный или газовый котел

Внутри котла

Котел заполнен причудливо изогнутыми трубками, по которым проходит нагреваемая вода. Сложная конфигурация трубок позволяет существенно увеличить количество переданной воде теплоты и за счет этого вырабатывать намного больше пара.

5.7. Организационная структура управления ТЭЦ и основные функции персонала

На электростанции имеют место административно-хозяйственное, производственно-техническое и оперативно-диспетчерское управление.

Административно-хозяйственным управителем является директор. В непосредственном подчинении его находится один из основных отделов ТЭЦ - планово-экономический отдел ПЭО.

В ведении ПЭО находятся вопросы планирования производства. Основной задачей планирования производства является разработка перспективных и текущих планов эксплуатации ТЭЦ и контроль за выполнением плановых показателей.

Бухгалтерия ТЭЦ осуществляет учет денежных и материальных средств станции; расчеты по заработной плате персонала (расчетная часть), текущее финансирование (банковские операции), расчеты по договорам (с поставщиками), составление бухгалтерской отчетности и балансов, и соблюдение финансовой деятельности.

В ведении отдела материально-технического снабжения находится снабжение станции всеми необходимыми эксплуатационными материалами, запасными частями и материалами, инструментами для ремонта.

Отдел кадров занимается вопросами подбора и изучения кадров, оформляет прием и увольнение работников.

Техническим руководителем ТЭЦ является первый заместитель директора – главный инженер. В непосредственном подчинении его находится производственно-технический отдел ПТО.

ПТО ТЭЦ разрабатывает и осуществляет мероприятия по совершенствованию производства, производит эксплуатационно-наладочные испытания оборудования, разрабатывает эксплуатационные нормы и режимные карты оборудования, разрабатывает вместе с ПЭО годовые и месячные технические планы и плановые задания по отдельным агрегатам и ведет учет расхода топлива, воды, электроэнергии; составляет техническую отчетность ТЭЦ. В составе ПТО имеются три основных группы: технического (энергетического) учета (ТУ), наладки и испытаний (НИ), ремонтно-конструкторская (РК). К основному производству относятся цеха: электроцех, турбинный и котельный и др.

Кроме основного производства рассматривают вспомогательное производство. К вспомогательным цехам на ТЭЦ относятся: цех тепловой автоматики и измерений ТАИ, участок теплоснабжения и подземной канализации, в ведении которого находятся обще станционные мастерские, отопительные и вентиляционные установки производственных и служебных зданий, канализация. Ремонтно-строительный цех, который осуществляет эксплуатационный надзор за производственными и служебными зданиями и их ремонтом, ведет работы по содержанию в надлежащем виде дорог и всей территории ТЭЦ. Все цеха ТЭЦ (основные и вспомогательные) в административно-техническом отношении подчиняются главному инженеру. Руководителем каждого цеха является начальник цеха, подчиненный по всем производственно-техническим вопросам главному инженеру станции, а по административно-хозяйственным директору ТЭЦ.

Энергетическое оборудование цехов обслуживается цеховым эксплуатационным дежурным персоналом, организованным в сменные бригады. Работой каждой смены руководят дежурные начальники смен основных цехов, подчиненные начальнику смены станции (НСС).

НСС осуществляет оперативное руководство всем дежурным эксплуатационным персоналом станции в течение смены. НСС в административно-техническом отношении подчиняется только дежурному диспетчеру энергосистемы и выполняет все его распоряжения по оперативному управлению производственным процессом ТЭЦ.

В оперативном отношении НСС является единоначальником на станции в течение соответствующей смены, и его распоряжения выполняются сменным дежурным персоналом через соответствующих начальников смен основных цехов. Помимо этого дежурный инженер станции немедленно реагирует на все неполадки в цехах и принимает меры к их устранению.

5.8. Составление бизнес-плана

5.8.1. Цели разработки проекта

В данном разделе проекта содержатся сведения о технической и экономической осуществимости проекта новой электростанции.

ТЭЦ расположена в Восточной Сибири. Электростанция предназначена для электро и теплоснабжения промышленного района. Общая электрическая нагрузка потребителей в районе размещения составляет примерно 50 МВт. ТЭЦ полностью обеспечивает местную нагрузку, а избыток мощности передает в систему. Станция связана с системой по линии электропередачи напряжением 110 кВ.

Промышленный район до строительства ТЭЦ получал электроэнергию от соседних энергосистем. Для того чтобы исключить зависимость от соседних энергосистем, создается Акционерное общество открытого типа, которое будет осуществлять строительство и эксплуатацию ТЭЦ и продавать электроэнергию с шин электростанции в энергосистему. Последнее представляет собой АО, осуществляющее распределение электроэнергии и доведение ее до потребителей.

Целью создания АО ТЭЦ является получение высокой прибыли на акционерную долю капитала и обеспечение надежного и экономичного энергоснабжения потребителей.

По напряжению: Uуст= UР - по току: Imax < Iуст 2,8868< 4,125 - по роду установки: внутренней. Выбираем реактор типа РБДГ-10-4000-0,18 9 ВЫБОР АППАРАТОВ И ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ ДЛЯ ЗАДАННЫХ ЦЕПЕЙ 9.1 Выбор сборных шин и ошиновки на стороне 220 кВ. - Провести выбор сечения сборных шин по допустимому току при максимальной нагрузки на шинах. - Выбираем провод АС 240/32 ...

Условию послеаварийного режима, если ток меньше или равен А. А. Условие выполняется, усиления линии не требуется 4. Выбор принципиальной схемы подстанции Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанций, так как он определяет состав элементов и связей между ними. Главная схема электрических соединений подстанций зависит от следующих факторов...

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.

Тепловые электростанции могут быть с паровыми и газовыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания. Наиболее распространены тепловые станции с паровыми турбинами, которые в свою очередь подразделяются на: конденсационные (КЭС) — весь пар в которых, за исключением небольших отборов для подогрева питательной воды, используется для вращения турбины, выработки электрической энергии;теплофикационные электростанции - теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), являющиеся источником питания потребителей электрической и тепловой энергии и располагающиеся в районе их потребления.

Конденсационные электростанции

Конденсационные электростанции часто называют государственными районными электрическими станциями (ГРЭС). КЭС в основном располагаются вблизи районов добычи топлива или водоемов, используемых для охлаждения и конденсации пара, отработавшего в турбинах.

Характерные особенности конденсационных электрических станции

1. в большинстве своем значительная удаленность от потребителей электрической энергии, что обуславливает необходимость передавать электроэнергию в основном на напряжениях 110-750 кВ;
2. блочный принцип построения станции, обеспечивающий значительные технико-экономические преимущества, заключающиеся в увеличении надежности работы и облегчении эксплуатации, в снижении объема строительных и монтажных работ.
3. Механизмы и установки, обеспечивающие нормальное функционирование станции, составляют систему ее .

КЭС могут работать на твердом (уголь, торф), жидком (мазут, нефть) топливе или газе.

Топливоподача и приготовление твердого топлива заключается в транспортировке его из складов в систему топливоприготовления. В этой системе топливо доводится до пылевидного состояния с целью дальнейшего вдувания его к горелкам топки котла. Для поддержания процесса горения специальным вентилятором в топку нагнетается воздух, подогретый отходящими газами, которые отсасываются из топки дымососом.

Жидкое топливо подается к горелкам непосредственно со склада в подогретом виде специальными насосами.

Подготовка газового топлива состоит в основном в регулировании давления газа перед сжиганием. Газ от месторождения или хранилища транспортируется по газопроводу к газораспределительному пункту (ГРП) станции. На ГРП осуществляется распределение газа и регулирование его параметров.

Процессы в пароводяном контуре

Основной пароводяного контур осуществляет следующие процессы:

1. Горение топлива в топке сопровождается выделением тепла, которое нагревает воду, протекающую в трубах котла.
2. Вода превращается в пар с давлением 13…25 МПа при температуре 540..560 °С.
3. Пар, полученный в котле, подается в турбину, где совершает механическую работу - вращает вал турбины. Вследствие этого вращается и ротор генератора, находящийся на общем с турбиной валу.
4. Отработанный в турбине пар с давлением 0,003…0,005 МПа при температуре 120…140°С поступаетв конденсатор, где превращается в воду, которая откачивается в деаэратор.
5. В деаэраторе происходит удаление растворенных газов, и прежде всего кислорода, опасного ввиду своей коррозийной активности.Система циркуляционного водоснабжения обеспечивает охлаждение пара в конденсаторе водой из внешнего источника (водоема, реки, артезианской скважины). Охлажденная вода, имеющая на выходе из конденсатора температуру, не превышающую 25…36 °С, сбрасывается в систему водоснабжения.

Интересное видео о работе ТЭЦ можно посмотреть ниже:

Для компенсации потерь пара в основную пароводяную систему насосом подается подпиточная вода, предварительно прошедшая химическую очистку.

Следует отметить, что для нормальной работы пароводяных установок, особенно со сверх критическими параметрами пара, важное значение имеет качество воды, подаваемой в котел, поэтому турбинный конденсат пропускается через систему фильтров обессоливания. Система водоподготовки предназначена для очистки подпиточной и конденсатной воды, удаления из нее растворенных газов.

На станциях, использующих твердое топливо, продукты сгорания в виде шлака и золы удаляются из топки котлов специальной системой шлака- и золоудаления, оборудованной специальными насосами.

При сжигании газа и мазута такой системы не требуется.

На КЭС имеют место значительные потери энергии. Особенно велики потери тепла в конденсаторе (до 40..50 % общего количества тепла, выделяемого в топке), а также с отходящими газами (до 10 %). Коэффициент полезного действия современных КЭС с высокими параметрами давления и температуры пара достигает 42 %.

Электрическая часть КЭС представляет совокупность основного электрооборудования (генераторов, ) и электрооборудования собственных нужд, в том числе сборных шин, коммутационной и другой аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Генераторы станции соединяются в блоки с повышающими трансформаторами без каких-либо аппаратов между ними.

В связи с этим на КЭС не сооружается распределительное устройство генераторного напряжения.

Распределительные устройства на 110-750 кВ в зависимости от количества присоединений, напряжения, передаваемой мощности и требуемого уровня надежности выполняются по типовым схемам электрических соединений. Поперечные связи между блоками имеют место только в распределительных устройствах высшего или в энергосистеме, а также по топливу, воде и пару.

В связи с этим каждый энергоблок можно рассматривать как отдельную автономную станцию.

Для обеспечения электроэнергией собственных нужд станции выполняются отпайки от генераторов каждого блока. Для питания мощных электродвигателей (200 кВт и более) используется генераторное напряжение, для питания двигателей меньшей мощности и осветительных установок - система 380/220 В. Электрические схемы собственных нужд станции могут быть различными.

Ещё одно интересное видео о работе ТЭЦ изнутри:

Теплоэлектроцентрали

Теплоэлектроцентрали, являясь источниками комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, имеют значительно больший, чем КЭС, (до 75 %). Это объясняется тем. что часть отработавшего в турбинах пара используется для нужд промышленного производства (технологии), отопления, горячего водоснабжения.

Этот пар или непосредственно поступает для производственных и бытовых нужд или частично используется для предварительного подогрева воды в специальных бойлерах (подогревателях), из которых вода через теплофикационную сеть направляется потребителям тепловой энергии.

Основное отличие технологии производства энергии на в сравнении с КЭС состоит в специфике пароводяного контура. Обеспечивающего промежуточные отборы пара турбины, а также в способе выдачи энергии, в соответствии с которым основная часть ее распределяется на генераторном напряжении через генераторное распределительное устройство (ГРУ).

Связь с другими станциями энергосистемы выполняется на повышенном напряжении через повышающие трансформаторы. При ремонте или аварийном отключении одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы.

Для увеличения надежности работы ТЭЦ предусматривается секционирование сборных шин.

Так, при аварии на шинах и последующем ремонте одной из секций вторая секция остается в работе и обеспечивает питание потребителей по оставшимся под напряжениям линиям.

По таким схемам сооружаются промышленные с генераторами до 60 мВт, предназначенные для питания местной нагрузки в радиусе 10 км.

На крупных современных применяются генераторы мощностью до 250 мВт при общей мощности станции 500-2500 мВт.

Такие сооружаются вне черты города и электроэнергия передается на напряжении 35-220 кВ, ГРУ не предусматривается, все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. При необходимости обеспечить питание небольшой местной нагрузки вблизи блочной предусматриваются отпайки от блоков между генератором и трансформатором. Возможны и комбинированные схемы станции, при которых на имеется ГРУ и несколько генераторов соединены по блочным схемам.