2.2.2 Теплофикационные станции

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) предназначены для централизованного снабжения промышленных предприятий и городов теплом и электроэнергией. Они отличаются от КЭС использованием тепла отработавшего в турбинах пара для нужд производства, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. При такой комбинированной выработке электрической и тепловой энергии достигается значительная экономия топлива сравнительно с раздельным энергоснабжением (КЭС, котельные), поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в районах и городах с большим потреблением тепла.

Радиус действия мощных городских ТЭЦ  снабжения горячей водой для отопления  не превышает 10 км. Загородные ТЭЦ передают горячую воду при более высокой начальной температуре на расстояния до 30 км. Пар для производственных процессов при давлении 0,8-1,6 МПа может быть передан не более чем на 23 км. Ввиду расположения ТЭЦ вблизи центров электрических нагрузок часть электрической мощности может выдаваться в местную сеть непосредственно на ге­нераторном напряжении. С этой целью на электростанции создается обыч­но генераторное распределительное устройство (ГРУ). Избыток мощности выдается, как и в случае КЭС, в энергосистему на повышенном напряже­нии.

При средней плотности тепловой нагрузки мощность ТЭЦ обычно не превышает 300500 МВт. Лишь в самых больших городах (Москве, Санкт-Петербурге) с большой плотностью нагрузки целесообразны ТЭЦ мощностью до 10001500 МВт.

Установленную мощность ТЭЦ и типы турбоагрегатов выбирают в соответствии с потребностями в тепле и параметрами пара, используемого в производственных процессах и для отопления. Наибольшее применение получили турбины с одним и двумя регулируемыми отборами пара и конденсаторами (рисунок 2.3). Регулируемые отборы позволяют независимо регулировать в известных пределах отпуск тепла и выработку электроэнергии. При неполной тепловой нагрузке они могут в случае необходимости развивать номинальную мощность с пропуском пара в конденсаторы.

1  парогенератор; 2  пароперегреватель;

3  ступень высокого давления турбины;

4  ступень низкого давления турбины;

5  генератор; 6  отбор пара для производства;

7  отбор пара для отопления; 8  бойлер; 9  конденсатор;

10  конденсатный насос; 11  подогреватель низкого давления;

12  деаэратор; 13  насос питания парогенератора;

14  подогреватель высокого давления

Рисунок 2.3  Принципиальная схема теплофикационного агрегата

Существенной особенностью ТЭЦ является повышенная мощ­ность теплового оборудования по сравнению с электрической мощностью электростанции. Это предопределяет больший относи­тельный расход электроэнергии на собственные нужды, чем на КЭС.

Режим ТЭЦ  суточный и сезонный  определяется в основном потреблением тепла. Станция работает наиболее экономично, если ее электрическая мощность соответствует отпуску тепла. В периоды максимального спроса на тепло, например зимой, при расчетной температуре воздуха в часы работы промпредприятий нагрузка генераторов ТЭЦ близка к номинальной. В периоды, когда потребление тепла относительно мало, например летом, а также зимой при температуре воздуха выше расчетной и в ночные часы, электрическая мощность ТЭЦ, соответствующая потреблению тепла, уменьшается. Если энергосистема нуждается в электрической мощности, ТЭЦ должна перейти в смешанный режим, при котором увеличивается поступление пара в части низкого давления турбин и в конденсаторы. Экономичность электростанции при этом снижается.

Максимальная выработка электроэнергии теплофикационными станциями "на тепловом потреблении" возможна только при совместной работе с мощными КЭС и ГЭС, принимающими на себя значительную часть нагрузки в часы снижения потребления тепла. В отечественных энергосистемах на долю ТЭЦ приходится около 40 % всей вырабатываемой энергии. Приблизительно половина этой энергии вырабатывается "на тепловом потреблении" и половина  с пропуском пара в ступени низкого давления и конденсаторы.

Размещение ТЭЦ преимущественно в крупных промышленных центрах, повышенная мощность теплового оборудования в сравнении с электриче­ским повышают требования к охране окружающей среды. Для умень­шения выбросов ТЭЦ большинство ТЭЦ используют природный газ, транспортируемый по газопроводам. В качестве топлива используются также высококаче­ственные угли.