2.4 Парогазові установки

ПГУ використовують два види робочого тіла – пару і газ. У них частина тепла, отриманого при спалюванні палива в парогенераторі, витрачається на утворення пари необхідних параметрів, що направляється в парову турбіну. Охолоджені до 650-700⁰С гази попадають на робочі лопатки газової турбіни. Відпрацьовані в турбіні гази використовуються для підігріву живильної води.

Застосовуються два типи ПГУ:

1) зі скиданням відпрацьованих газів у паровий котел після ГТ;

2) з високонапірним парогенератором, коли відпрацьовані гази направляються в ГТ.

При такій схемі у камері згоряння ГТ спалюється 30-40% палива, а парогенераторі - решта. ККД ПГУ досягає 45%.

2.5 Гідроелектростанції

В основі роботи ГЕС лежить перетворення енергії води в електричну. Потужність ГЕС залежить від величини напору й розходу води.

Н апір може створюватися за допомогою греблі (звичайно на рівнинних місцевостях) і за допомогою дериваційних каналів (обвідних каналів).

Р

Рис.2.5 –Будова ГЕС:

1 – водойма; 2 – жалюзі греблі; 3 – напірний трубопровід; 4 –лінія електропередачі; 5 – підвищувальний трансформатор; 6 – генератор; 7 –нижня водойма; 8 –нижній трубопровід; 9 –спіральна камера; 10 –турбіна.

обота ГЕС характеризується частими пусками й зупинками агрегатів. Гідротурбіни по своїй природі пристосовані до такого режиму. Гідрогенератори також можуть працювати в цьому режимі. Осьова довжина гідравлічної турбіни (ГТ) відносно мала й температурні деформації менші. Процес пуску ГТ і набору потужності повністю автоматизований і займає до декількох хвилин. Питома вартість ГЕС висока, але собівартість електроенергії нижча, тому що до складу експлуатаційних витрат не входить вартість палива.

В Україні працює сім великих ГЕС:

Київська - 361.2 МВт (16×18.5+4×16.3);

Канівська - 444 МВт (24×18.5);

Кременчуцька - 625 МВт (12×52);

Дніпродзержинська - 352 МВт (8×44);

Дніпровська - 1538.2 МВт (6×113.1+2×104.5+9×72+1×2.6);

Каховська - 351 (6×58.5);

Дністровська - 702 (6×117).

2.6 Гідроакумулюючі електричні станції

Графік навантаження споживачів має провали й максимуми, як протягом доби, так і протягом місяця, кварталу або року. Це означає, що в одні години необхідна більша сумарна потужність генераторів, а в інші - частина генераторів або навіть електростанцій повинна бути відключена. Кількість електростанцій й їхня сумарна потужність визначається тривалим максимумом навантаження. Це приводить до неповного використання устаткування й подорожчання електроустаткування. У міру розвитку суспільства, поліпшення добробуту нерівномірність споживання електроенергії збільшується, причому змінити кардинально це положення не можна, тому що воно залежить від усталеного режиму життя людей і ряду причин, які не залежать від людей (наприклад, освітлення включається тільки ввечері). У той же час більшість електроенергії виробляється на теплових й атомних електростанціях, для яких бажаний рівномірний графік навантаження. Звичайні парові котли й турбіни на цих станціях допускають зміну навантаження лише на 10-15%. Дефіцит маневрених потужностей («піки» навантаження) покривається ГЕС, однак вони не завжди можуть мати достатній запас води. Проблему покриття «піків» вирішують гідроакумулюючі станції, які під час спаду навантаження накопичують воду й споживають електроенергію із системи, а під час «піків» - витрачають запас води й генерують електроенергію.

ГАЕС має верхній басейн, у якому відбувається накопичення води й агрегати для закачування води в басейн і виробництва електроенергії. Застосовується чотири- три - і двомашинне компонування агрегатів станцій.

Технологічна схема ГАЕС наведена на рис. 2.6.

Рис. 2.6 – Технологічна схема ГАЕС

При чотиримашинному компонуванні для виробництва електроенергії використовуються турбіни Т і генератори Г, а для перекачування води - електричні двигуни Д и насоси Н

У силу незалежності роботи генератора й насоса така компонувальна схема може бути економічно більш вигідною. Наприклад, у Швейцарії на ГАЕС Гримзель генератори розташовані на одній річці, а насоси - на іншій, що протікає вище. При цьому на перекачування води у верхній басейн затрачується значно менше енергії, ніж отримується при спрацьовуванні води в турбінах.

Скорочення числа машин істотно знижує вартість ГАЕС. Об'єднання функцій генератора й двигуна в одній машині привело до тримашинного компонування станцій.

Ефективність ГАЕС значно зросла після появи оборотних гідротурбін, що виконують функції і турбін і насосів. Таким чином, кількість машин зведена до двох

Однак станції двомашинного компонування мають більше низький ккд. Крім того, при такому компонуванні виникає ряд технологічних складностей, наприклад пов'язаних з охолодженням, тому що вентилятори можуть працювати тільки при одному напрямку обертання.

Ккд ГАЕС становить 70-75%. Для ГАЕС характерна також відносно невисока вартість будівельних робіт. Для порівняння: на 1 кВт установленої потужності на великих річкових ГЕС потрібно 10м³ бетону, а на великих ГАЕС декілька десятих м³.