Энергетика – методы и средства применения и эксплуатации различных видов энергии для промышленных и бытовых нужд.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ №1

В настоящее время для получения электрической энергии используют следующие типы электростанций:

– тепловые электростанции (ТЭС),которые подразделяются на:

- конденсационные (КЭС).Крупные КЭС,обслуживающие потребителей значительного района страны, получили название государственных районных электростанций (ГРЭС);

-теплофикационные (теплоэлектроцентрали - ТЭЦ);

-газотурбинные (ГТУЭС).

– гидроэлектростанции (ГЭС);

– гидроаккумулирующиеэлектростанции (ГАЭС);

– атомные электростанции (АЭС);

– гелиоэлектростанции (солнечные),электростанции(СЭС);

– геотермальные электростанции (ГТЭС);

– дизельные электростанции (ДЭС);

– приливные электростанции (ПЭС);

– ветроэлектростанции (ВЭС).

Большую часть электроэнергии (как в России, так и в мировой энергетике) вырабатывают тепловые, атомные и гидравлические электростанции.

Состав электростанций различного типа зависит от наличия и размещения по территории страны, гидроэнергетических и теплоэнергетических ресурсов, их технико-экономических характеристик, включая затраты на транспортирование топлива, а также от технико-экономических показателей электростанций.

Тепловые конденсационные электростанции

строят по возможности ближе к местам добычи топлива. Их выполняют из ряда блочных агрегатов (котел – турбогенератор – повышающий трансформатор) мощностью от 200 до 1200 МВт,выдающих выработанную энергию в сети 110... 750 кВ.

На современных тепловых электростанциях большой мощности превращение теплоты в работу производится в циклах, использующих в качестве основного рабочего тела водяной пар высоких давления и температуры. Водяной пар производится парогенераторами (паровыми котлами), в топках которых сжигаются различные виды органического топлива: уголь, мазут, газ и др.

В парогенераторе за счет тепла сжигаемого топлива вода, нагнетаемая насосом, превращается в водяной пар, который затем поступает в турбину (читай далее), вращающую электрогенератор. Тепловая энергия пара преобразуется в турбине в механическую работу, которая, в свою очередь, преобразуется в генераторе в электроэнергию.

Из турбины отработавший пар поступает в конденсатор, где конденсируется (превращается в воду). Питательный насос нагнетает конденсат в парогенератор, замыкая таким образом цикл.

        Теплота с циркуляционной водой конденсатора уносится в водоемы, т.е. теряется. Эти потери в основном и определяют КПД электростанции, составляющий даже для самых современных КЭСне более 42 %.

Особенность агрегатов КЭСзаключается в том, что они недостаточно маневренны: подготовка кпуску и набор нагрузки требуют от 3 до 6 ч. Поэтому для них предпочтительным является режим работы с равномерной нагрузкой в пределах от номинальной до нагрузки, соответствующей техническому минимуму, определяемому видом топлива и конструкцией агрегата.

Термодинамический цикл преобразования теплоты в работу с помощью водяного пара был предложен в середине XIXв. инженером и физиком У. Ренкиным.

Теплофикационные электростанции

строят вблизи потребителей, которым необходима не только электрическая энергия, но и горячая вода и тепло, при этом используется обычно привозное топливо. Этот вид электростанций предназначен для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов электрической энергией и горячим паро- и водоснабжением. Являясь как и КЭС тепловыми электростанциями, они отличаются от последних использованием теплоты отработавшего в турбинах пара. Для этого сооружены установки – теплоэлектроцентрали –трубы, по которым пар отправляется для обогрева потребителей.

Поэтому благодаря применению пара и разогретой воды работают эти электростанции наиболее экономично (коэффициент использования тепла достигает 60...70%).

Эта технология гораздо экономичнее (с точки зрения использования топлива), чем раздельная выработка электроэнергии на КЭС и дальнейшее получение теплоты на местных котельных.

Единичная мощность гидроагрегатов достигает 30…250 МВт.

Теплофикационные, как и конденсационные электростанции, существенно влияют на окружающую среду:

– атмосферу. Влияние на атмосферу сказывается в большом потреблении кислорода из воздуха для горения топлива и в выбросе значительного количества продуктов сгорания.

Это, в первую очередь, газообразные окислы углерода, серы, азота, часть из которых имеет высокую химическую активность. Летучая зола, прошедшая через золоуловители, загрязняет воздух. Наименьшее загрязнение атмосферы (для станций одинаковой мощности) отмечается при сжигании газа и наибольшее – при сжигании твердого топлива с низкой теплотворной способностью и высокой зольностью.

Необходимо учесть большие выбросы теплоты в атмосферу, а также электромагнитные поля, создаваемые электрическими установками высокого и сверхвысокого напряжения.

– гидросферу. КЭС загрязняют гидросферу большими массами теплой воды, сбрасываемой из конденсаторов.

– литосферу. Влияние КЭС сказывается не только в том, что для работы станции извлекаются большие массы топлива, отчуждаются и застраиваются земельные угодья, но и в том, что требуется много места для захоронения больших масс золы и шлаков (при сжигании твердого топлива).

В то же время в современных условиях решается задача утилизации части тепловых выбросов путем отопления теплиц, создания подогреваемых прудовых рыбных хозяйств. Золу и шлаки используют в производстве строительных материалов и т.д.

Вопросы к теме

«Технология производства электрической энергии

на тепловых электростанциях»

1. Типы тепловых электростанций

2. Отчего зависит выбор типа электростанции?

3. Места расположения конденсационной, теплофикационной, газотурбинной, электростанций.

4. Перечислить основное оборудование конденсационной, теплофикационной, электростанций.

5. Принцип получения эл. энергии на конденсационной, теплофикационной, электростанции.

6. Какая электростанция имеет самый маленький КПД и почему?

7. Что значит маневренность?

8. Влияние конденсационной, теплофикационной, электростанций на атмосферу, гидросферу, литосферу.