Справочник строителя | Производство и потребление тепла

ТЕПЛОФИКАЦИЯ ОТ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ - ТЭЦ

Для большинства крупных городов, промышленных центров и площадок основным источником СЦТ являются теплоэлектроцентрали - ТЭЦ. В комбинированном технологическом процессе ТЭЦ, называемом теплофикацией, производят два вида энергии: электрическую и тепловую, в отличие от конденсационных электростанций (КЭС), производящих только один вид энергии - электрическую. Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) - паротурбинная электростанция, предназначенная для производства электрической энергии и теплоты. При теплофикации теплота топлива, сожженного в паровых котлах электростанций ТЭЦ (уголь или мазут), используется сперва в виде пара (давлением до 300 ати и температурой до 600 °С) для преобразования с помощью теплофикационных турбин и электрических генераторов в электроэнергию, а затем отработавший пар с помощью пароводяных подогревателей и насосов, тепловых сетей используется для централизованного снабжения теплотой жилищно-коммунальных потребителей и промышленных предприятий.

На рис. 1 показана упрощенная схема ТЭЦ с двумя регулируемыми отборами пара от теплофикационной турбины Т100-130 (позиции 2, 3, 4). Сетевая вода, возвращаясь (18) от потребителя на ТЭЦ, проходит предварительный нагрев во встроенных в конденсатор пучках (7), где использует низкопотенциальную теплоту конденсирующегося пара, поступает затем в основные подогреватели сетевой воды (8 и 9). Здесь она ступенчато подогревается до температуры 110-120 °С и направляется сетевыми насосами первого и второго подъема (11 и 12) снова к потребителю, в тепловую сеть (17). В сильные морозы сетевая вода может догреваться до 150 °С в пиковом водогрейном котле (10). Восполнение утечек сетевой воды производится умягченной и деаэрированной подпиточной водой подпиточным насосом (16).

Тепловая схема ТЭЦ с теплофикационной турбиной Т100-130

Рисунок 1. Тепловая схема ТЭЦ с теплофикационной турбиной Т100-130: 1 - паровой котел; 2, 3 и 4 - соответственно части высокого, среднего и низкого давления турбины; 5 - электрический генератор; 6 - конденсаторы; 7 - встроенные в конденсатор пучки для подогрева сетевой воды; 8 и 9 - подогреватели сетевой воды; 10 - водогрейный (пиковый) котел; 11 и 12 - сетевые насосы первого и второго подъема; 13 - химическая водоподготовка; 14 - насос; 15 - деаэратор; 16 - подпиточный насос; 17 и 18 - коллекторы подаваемой и возвращаемой воды

Следует подчеркнуть, что в этом комбинированном процессе полезно используется теплота уже отработавшего пара для нагрева сетевой воды, циркулирующей в тепловых сетях и системах потребителей, которая была бы выброшена в окружающую среду через «холодный источник» - градирни или водоемы-охладители. Эти тепловые отходы процесса, полезно используемые для обогрева городов и поселков, составляют от 20 до 40 % теплоты всего сжигаемого на ТЭЦ топлива, по существу это - отходы, даровая энергия. Заменить ее другими источниками (например, котельными) возможно, но где взять эти дополнительные количества топлива для них? В настоящее время теплофикация дает стране экономию около 40 млн. тонн условного топлива. В этом состоит основное и главное преимущество теплофикации - русского изобретения конца XIX в.

На крупных ТЭЦ электрическая мощность может достигать 1500 МВт, а тепловая - до 6000 МВт (5000 Гкал/ч), для выпуска такого количества теплоты требуются мощные трубопроводные системы с диаметром труб 1400-2000 мм, длина магистральных тепловых сетей по радиусу может достигать десятки километров, а общая их протяженность - сотни километров. При этом стоимость сетевого хозяйства с распределительными устройствами на них становится сопоставимой со стоимостью собственно теплоисточника (несколько десятков миллиардов рублей).

Конденсационная электростанция (КЭС) - паротурбинная электростанция, предназначена для производства электрической энергии.

На рис. 2 представлена упрощенная тепловая схема конденсационной электрической станции (КЭС).

Тепловая схема конденсационной электрической станции (КЭС)

Рисунок 2. Тепловая схема конденсационной электрической станции (КЭС)

На конденсационных электростанциях (КЭС) устанавливаются конденсационные турбины (без отборов пара для теплоснабжения), соединенные с электрическими генераторами, и конденсаторы для фазового превращения, отработавшего в турбинах пара в конденсат. Для удаления выделяющейся при этом теплоты конденсаторы охлаждаются циркуляционной водой из рек, озер или специально построенных градирен, отводя при этом теплоту отработавшего пара в окружающую нас природную среду (создавая сильное тепловое загрязнение!). В этом процессе вырабатывается только электрическая энергия. Электрические мощности КЭС сопоставимы с мощностью ТЭЦ.

Коэффициент полезного использования топлива на современных ТЭЦ достигает 60-70%, а на КЭС - 40-42%.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях