11, Назначение и основные типы электростанций

Производство энергии предполагает её получение в удобном для использования виде, а сам процесс получения – только преобразование из одного вида в другой.

Наиболее удобным из известных в настоящее время видов энергии является электроэнергия. С помощью несложных приборов и устройств её можно преобразовать в механическую, тепловую, электромагнитную и химическую энергию.Электроэнергию относительно легко передавать на большие расстояния и распределять между потребителями. Еще одним ценным достоинством электрической энергии является возможность бесконечного дробления и концентрирования её мощности, изменения напряжения и других рабочих параметров.

Основная часть электроэнергии вырабатывается централизованно на электростанциях. Электростанцией называется совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, Выработка электроэнергии на электростанциях осуществляется путем преобразования первичной энергии. При этом традиционная энергетика базируется на использовании гидроэнергии крупных рек, ресурсов органического и ядерного топлива. Для использования различных видов ПЭР применяются разные типы электростанций:ТЭС – тепловая электростанция вырабатывает электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива;АЭС – атомная электростанция вырабатывает электроэнергию путем преобразования энергии ядерного топлива;ГЭС – гидравлическая электростанция преобразует гидравлическую энергию в электроэнергию.

Указанные типы станций составляют основу современной электроэнергетики и обеспечивают более 95% мировых потребностей в электроэнергии.

12, Тепловые электростанции. Принцип действия и типовые схемы паротурбинных конденсационных электростанций (кэс, грэс), теплоэлектроцентралей (тэц). Преимущества когенерации.

Тепловая электростанция (ТЭС), электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Около 95% всей электроэнергии Беларуси производится на тепловых электростанциях.

Топливом для ТЭС могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения получили название государственных районных электростанций (ГРЭС)..

_{Простейшая принципиальная схема КЭС, работающей на угле: Уголь подается в топливный бункер, а из него — в дробильную установку, где превращается в пыль. Угольная пыль поступает в топку парогенератора (парового котла), имеющего систему трубок, в которых циркулирует химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 400—650°С и под давлением 3—24 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину.}

Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий КПД (30 – 40%), так как большая часть энергии теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора. Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) отличается от конденсационной станции (КЭС) установленной на ней специальной теплофикационной турбиной с отбором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе и затем поступает в конденсатор, а другая, имеющая большую температуру и давление, отбирается от промежуточной ступени турбины и используется для теплоснабжения. Конденсат насосом через деаэратор и далее питательным насосом подается в парогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприятий в тепловой энергии.

Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60 – 70%.

Такие станции строят обычно вблизи потребителей – промышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.

13, Электростанции с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми (ПГУ) установками.

Основу современных газотурбинных электростанций составляют газовые турбины мощностью 25-100 МВт .Топливо (газ, дизельное горючее) подается в камеру сгорания, туда же компрессором нагнетается сжатый воздух. Горячие продукты сгорания отдают свою энергию газовой турбине, которая вращает компрессор и синхронный генератор. Запуск установки осуществляется при помощи разгонного двигателя. Общий КПД таких электростанций составляет 25 –30 %.Для повышения экономичности газовых турбин разработаны парогазовые установки (ПГУ). Парогазовые установки производят электричество и тепловую энергию. Тепловая энергия используется для дополнительного производства электричества. В них топливо сжигается в топке парогенератора, пар из которого направляется в паровую турбину. Продукты сгорания из парогенератора, после того как они охладятся до необходимой температуры, направляются в газовую турбину. Таким образом, ПГУ имеет два электрических генератора, приводимых во вращение: один — газовой турбиной, другой — паровой турбиной. При этом мощность газовой турбины составляет около 20% паровой.

Общий электрический КПД парогазовой установки составляет ~58 - 64%. В стандартных газотурбинных установках КПД составляет ~ 35%. (ПГУ) — относительно новый тип электростанций, работающих на газе, жидком или твердом топливе. предназначены для получения максимального количества электроэнергии.