2. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) —
разновидность тепловой электростанции, которая
производит не только электроэнергию, но и является
источником тепловой энергии в централизованных
системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том
числе и для обеспечения горячего водоснабжения и
отопления жилых и промышленных объектов).
3. Принцип работы
ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная
электростанция (КЭС). Главное отличие ТЭЦ от
КЭС состоит в возможности отобрать часть
тепловой энергии пара, после того, как он
выработает электрическую энергию. В зависимости
от вида паровой турбины, существуют различные
отборы пара, которые позволяют забирать из нее
пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ
позволяют регулировать количество отбираемого
пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых
подогревателях и передает свою энергию сетевой
воде, которая направляется на пиковые водогрейные
котельные и тепловые пункты.
4. Принцип работы
На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые
отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится
обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ
по двум графикам нагрузки:
тепловому — электрическая нагрузка жёстко
зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка —
приоритет)
электрическому — электрическая нагрузка не
зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе
отсутствует (приоритет — электрическая нагрузка).
5. Принцип работы
Греют воду в котле,
выходит пар высокого
давления, который крутит
турбину, турбина крутит
генератор который
вырабатывает
электроэнергию. После
прохождения паром
турбины он превращается в
воду, которая идет на
отопление города
6. Использование
Использование в практических целях отработавшего тепла
двигателей, вращающих электрические генераторы, является
отличительной особенностью ТЭЦ и носит название
теплофикация. Комбинированное производство энергии
двух видов способствует более экономному использованию
топлива по сравнению с раздельной выработкой
электроэнергии на конденсационных электростанциях и
тепловой энергии на местных котельных установках. Замена
местных котельных, нерационально использующих топливо
и загрязняющих атмосферу городов и посёлков,
централизованной системой теплоснабжения способствует
не только значительной экономии топлива, но и
повышению чистоты воздушного бассейна, улучшению
санитарного состояния населённых мест.
7. Схемы теплоэлектроцентралей
Простейшие схемы
теплоэлектроцентралей с различными
турбинами и различными схемами
отпуска пара: а — турбина с
противодавлением и отбором пара,
отпуск тепла — по открытой схеме; б
— конденсационная турбина с
отбором пара, отпуск тепла — по
открытой и закрытой схемам; ПК —
паровой котёл; ПП —
пароперегреватель; ПТ — паровая
турбина; Г — электрический
генератор; К — конденсатор; П —
регулируемый производственный
отбор пара на технологические нужды
промышленности; Т — регулируемый
теплофикационный отбор на
отопление; ТП — тепловой
потребитель; ОТ — отопительная
нагрузка; КН и ПН — конденсатный
и питательный насосы; ПВД и ПНД
— подогреватели высокого и низкого
давления; Д — деаэратор; ПБ — бак
питательной воды; СП — сетевой
подогреватель; СН — сетевой насос.
8. Простейшие схемы теплоэлектроцентралей с различными турбинами и
различными схемами отпуска пара
а — турбина с противодавлением и отбором пара, отпуск тепла — по
открытой схеме;
б — конденсационная турбина с отбором пара, отпуск тепла — по
открытой и закрытой схемам;
ПК — паровой котёл;
ПП — пароперегреватель;
ПТ — паровая турбина;
Г — электрический генератор;
К — конденсатор;
П — регулируемый производственный отбор пара на технологические
нужды промышленности;
Т — регулируемый теплофикационный отбор на отопление;
ТП — тепловой потребитель;
ОТ — отопительная нагрузка;
КН и ПН — конденсатный и питательный насосы;
ПВД и ПНД — подогреватели высокого и низкого давления;
Д — деаэратор;
ПБ — бак питательной воды;
СП — сетевой подогреватель;
СН — сетевой насос.
9. Мощность теплофикационных
турбоагрегатов
Электрическую мощность теплофикационных турбоагрегатов (в
отличие от конденсационных) выбирают предпочтительно не по
заданной шкале мощностей, а по количеству расходуемого ими свежего
пара. Котлоагрегаты, вырабатывающие пар для таких турбин, имеют
одинаковую производительность (около 800 т/ч). Такая унификация
позволяет использовать на одной ТЭЦ турбоагрегаты различных типов
с одинаковым тепловым оборудованием котлов и турбин.
Тепловая мощность мини-ТЭЦ: 1796 кВт
10. Теплофикационные турбины
Основное оборудование паротурбинных ТЭЦ —
турбоагрегаты, преобразующие энергию рабочего
вещества (пара) в электрическую энергию, и
котлоагрегаты, вырабатывающие пар для турбин. В
состав турбоагрегата входят паровая турбина и
синхронный генератор. Паровые турбины,
используемые на ТЭЦ, называются
теплофикационными турбинами (ТТ). Среди них
различают ТТ:
с противодавлением;
с конденсацией и отборами пара;
с конденсацией и отбором пара (отопительным).
11.
12. Тепловая нагрузка
Тепловая нагрузка на отопительных ТЭЦ неравномерна в
течение года. В целях снижения затрат на основное
энергетическое оборудование часть тепла (40—50%) в
периоды повышенной нагрузки подаётся потребителям от
пиковых водогрейных котлов. Доля тепла, отпускаемого
основным энергетическим оборудованием при наибольшей
нагрузке, определяет величину коэффициента
теплофикации ТЭЦ (обычно равного 0,5—0,6). Подобным
же образом можно покрывать пики тепловой (паровой)
промышленной нагрузки (около 10—20% от максимальной)
пиковыми паровыми котлами невысокого давления. Отпуск
тепла может осуществляться по двум схемам. При открытой
схеме пар от турбин направляется непосредственно к
потребителям. При закрытой схеме тепло к теплоносителю
(пару, воде), транспортируемому к потребителям,
подводится через теплообменники (паропаровые и
пароводяные). Выбор схемы определяется в значительной
мере водным режимом ТЭЦ.
13.
14. Топливо
На ТЭЦ используют твёрдое, жидкое или газообразное
топливо. Вследствие большей близости ТЭЦ к населённым
местам на них шире (по сравнению с ГРЭС) используют
более ценное, меньше загрязняющее атмосферу твёрдыми
выбросами топливо — мазут и газ. Для защиты воздушного
бассейна от загрязнения твёрдыми частицами используют
(как и на ГРЭС) золоуловители, для рассеивания в
атмосфере твёрдых частиц, окислов серы и азота сооружают
дымовые трубы высотой до 200—250 м. ТЭЦ, сооружаемые
вблизи потребителей тепла, обычно отстоят от источников
водоснабжения на значительном расстоянии. Поэтому на
большинстве ТЭЦ применяют оборотную систему
водоснабжения с искусственными охладителями —
градирнями. Прямоточное водоснабжение на ТЭЦ
встречается редко.
15. Топливо
На газотурбинных ТЭЦ в качестве привода
электрических генераторов используют газовые
турбины. Теплоснабжение потребителей
осуществляется за счёт тепла, отбираемого при
охлаждении воздуха, сжимаемого компрессорами
газотурбинной установки, и тепла газов,
отработавших в турбине. В качестве ТЭЦ могут
работать также парогазовые электростанции
(оснащенные паротурбинными и газотурбинными
агрегатами) и атомные электростанции.
ТЭЦ — основное производственное звено в
системе централизованного теплоснабжения.
