2.2 Теплоелектроцентралі

Виробництво електричної енергії на КЕС пов'язане з великими втратами тепла. У той же час багатьом галузям промисловості необхідне тепло для технологічних цілей. Тепло також необхідно для опалення будинків. У цих умовах доцільно використати енергію відпрацьованої пари для теплофікації. ЕС, які виконують функції виробництва електроенергії й теплофікації називаються ТЕЦ. Звичайно ТЕЦ будують поблизу від споживачів тепла, паливо при цьому використається привізне. Радіус дії ТЕЦ по технологічній парі становить 1-2 км, а по гарячій воді 5 – 8 км.

На ТЕЦ використовуються спеціальні турбіни із проміжним відбором пари. Частина пари, що залишилася, йде на конденсатор.

Технологічна схема ТЕЦ показана на рис. 2.3.

Рис. 2.3 – Технологічна схема ТЕЦ

1 – парогенератор; 2 – пароперегрівач; 3 – ступінь високого тиску турбіни; 4 – ступінь низького тиску; 5 – генератор; 6 – відбір пари на виробництво; 7 – відбір пари на опалення; 8 – бойлер; 9 – конденсатор; 10 – конденсатний насос; 11 – підігрівач низького тиску; 12 – деаератор; 13 – насос живлення парогенератора; 14 – підігрівач високого тиску

Питома витрата палива на ТЕЦ залежить від режиму її роботи. Найбільш економічно ТЕЦ працюють при навантаженні, що відповідає тепловому споживанню й мінімальному пропуску пари на ступені низького тиску турбіни й у конденсатор. При роботі ТЕЦ за електричним графіком економічність знижується. Питома витрата палива, при роботі за тепловим графіком, дорівнює 146 - 228 г/ кВт × год., а при конденсаційному – 278 - 406 г/ кВт × год. Ккд ТЕЦ дорівнює 60-70%. Станції з агрегатами до 60 МВт включно виконуються в теплотехнічній частині з поперечними зв'язками по парі й воді, в електричній – зі збірними шинами 6–10 кВ і видачею значної потужності в місцеву розподільну мережу. Станції з агрегатами 100-200 МВт виконують блокового типу з видачею потужності в мережу підвищеної напруги. При тепловому навантаженні меншому 200-300 МВт спорудження ТЕЦ неекономічне. Як ТЕЦ, так і КЕС сильно впливають на навколишнє середовище, забруднюючи його відходами й змінюючи тепловий режим. Найбільшими ТЕЦ в Україні є:

Київська ТЕЦ-5 - 700 МВт (2×250 + 2×100);

Київська ТЕЦ-6 - 500 МВт (2×250);

Харківська ТЕЦ-5 470 МВт (1×250+2×110).

2.3 Газотурбінні установки

ГТУ мають високі маневрені якості (час пуску з холодного стану 30-40 хв.). Як робоче тіло в таких установках використовується суміш продуктів згоряння палива з повітрям або нагріте повітря при великому тиску й високій температурі. За конструктивним виконанням й принципом перетворення енергії газові турбіни не відрізняються від парових, але газові турбіни більш компактні. Газові турбіни в основному працюють на рідкому й газоподібному паливі.

У камеру згоряння подається паливо й повітря. Гази, що виходять з камери згоряння, з високою температурою й під тиском направляються на лопатки турбіни. Турбіна обертає генератор і компресор. Компресор необхідний для подачі під тиском повітря в камеру згоряння. Стиснене повітря підігрівається в регенераторі відпрацьованими газами. Технологічна схема ГТУ наведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4 – Технологічна схема електростанції з газовими турбінами:

КЗ – камера згорання; КП – компресор; ГТ – газова турбіна; G – генератор; Т – трансформатор; М – пусковий двигун; ВП – власні потреби.

Питома витрата палива в ГТУ відносно висока (450-550 г/кВт×год.). В основному ГТУ призначені для роботи в піковій частині графіка навантаження і як резерв. Перспективними є ГТУ з підземними повітряними акумуляторами. Поділ процесів стиску повітря за допомогою компресорів і його використання в газовій турбіні дозволяє при тій самій витраті палива збільшити потужність турбіни в 3 рази.