Дәріс №22. Жылу және электр энергиясын өндіру.

Электр станциясы – ол бірнеше қондырғылар, құралдар мен аппараттардан тұратын, электр энергиясын өндіруге арналған, және оған керекті үйлер мен арнайы бөлмелер белгілі территорияда орналасқан орын.

Электр энергиясын электр станциясында басқа түрлі энергияны түрлендіру арқылы алады. Энергия көзі ретінде ағып жатқан су, отын, атом мен жаңадан игеріліп жатқан балама энергия (жел, ағыс, геотермальді, күн және т. б.) пайдаланылады. Бүгінгі күні гидравликалық, жылу және атом электр станциялары ең жиі таралған. Жылу электр станциялары (ЖЭС) отынның (көмір не газ) химиялық энергиясын электр энергиясына және жылуға айналдырады (2.1 сурет).

Атом электр станциясы (АЭС) химиялық элементтердің атомдары бөлінгенде шығатын энергияны түрлендіреді.

Конденсациялық электр станциясы (КЭС) деп бу турбинасы орнатылған және ол конденсациялық цикл бойынша жұмыс істейтін жылу электр станциясын атайды.

2.1 Сурет. Жылу электр станциясы

Жылу электр станциясы жылулық бу турбиналарында электр энергиясы мен жылуды құрмалас бөліп шығарса, ол жылу электр орталығы немесе теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) деп аталады.

ТЭЦ пен КЭС айырмашылығы: ТЭЦ-те бу шығарғыш бар және ол өндірістік жылу тұтынуына арнайы су қыздырғышы арқылы жіберіледі. Жүйедегі суды қыздыратын қыздырғышқа турбинадан бөлінген булар барады.

Жылу электр станциясы (ЖЭС)

Қазақстанда электр станциясының негізгі түрі болып жылу электр станциясы (ЖЭС) табылады. Бұлар шамамен мемлекеттің 67% электр энергиясын шығарады. Олардың орналасуы отын көзі мен тұтыну қажеттігіне байланысты. Ең ірі ЖЭСтер отын кендерінің маңында салынады. Калорияға (энергияға) бай және тасымалдауға қолайлы отын қолданатын ЖЭС тұтынушылар талабына сай құрылады.

Сурет 2.2. Жылу электр станциясының схемасы

Қондырғыда бірнеше тізбек болуы мүмкін. Жылу тасымалдағыш жылу өндіретін реактордан шығып, турбинаға немесе жылу алмастырушыға барады. Сонымен қоса, электростанцияда суыту жүйесі болады.

ЖЭС - органикалық отынды жағу нәтижесінде бөлінген жылуды электр энергиясына айналдырады. Жылулық бутурбиналық ЖЭС (ЖБЭС) басым болып келеді. Онда жылу энергиясы бу генераторында жоғары қысымды бу өндіреді. Ол электр генераторының роторын айналдырады. Отын ретінде ЖЭС көмір, мазут, табиғи газ, лигнит, шымтезек қолданады.

Электрогенератор ретінде конденсациялық турбина ЖБЭС-те қолданылса, онда станция конденсациялық электростанция деп аталады.

ЖЭС газ турбиналы приводы бар электрогенератормен жабдықталса, ол - газотурбиналы электростанция (ГТЭС) деп аталады. Отын ретінде газ, сұйық отын қолданады. Жанған өнім 750- 900⁰ С температурада газ турбинасына барып, электрогенераторды айналдырады. П.Ә.К. мұндй ЖЭС-те 26-28%, қуаты – бірнеше жүз Мвт. ГТЭС негізінен электр жүктемесі күрт өскен кезде қолданылады.

Бу - газ турбиналы қондырғысы бар, әрі бу турбинасы мен газ турбинасынан тұратын ЖЭС, бу – газды электростанция деп аталады (БГЭС). Оның П.Ә.К. - 42 - 43% құрайды. ГТЭС пен БГЭС тұтынушығ жылу бере алады, яғни ЖЭО ретінде жұмыс істейді.

ЖЭС кең таралған түрлі отындарды қолданып, кез келген жерде орналаса алады, әрі мауссымдық тербеліссіз істейді. Олардың салынуы да тез, салыстырмалы түрде матералды аз шығынды. Бірақ кемшіліктері де бар:

- қалпына келмейтін табиғи қорларды қолданады;

- төмен П.Ә.К. - (30-35%);

-экологиялық тиімсіз (жылына дұние жүзі бойынша 200-250 млн. т күл, 60 млн. т жуық күкірт ангидриді атмосфераға түседі, әрі өте көп оттегі жұмсайды).