Тема 3. Разработка Производства электричества НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
ТИПЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ и ОБЩИЕ Сведения
На данный момент для получения электроэнергии применяют следующие типы электростанций:
1) тепловые электростанции (ТЭС), каковые подразделяются на конденсационные (КЭС), теплофикационные (теплоэлектроцентрали — ТЭЦ) и газотурбинные (ГТУ). Большие КЭС, обслуживающие потребителей большого района страны, стали называться национальных районных электростанций (ГРЭС);
2) гидроэлектростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС);
3) ядерные электростанции (АЭС);
4) гелиоэлектростанции либо солнечные электростанции (СЭС);
5) геотермальные электростанции (ГТЭС);
6) дизельные электростанции (ДЭС);
7) приливные электростанции (ПЭС);
ветроэлектростанции (ВЭС).
Солидную часть электричества (как в РФ, так и во всемирной энергетике) производят ТЭС, ГЭС и АЭС. Состав электростанций разного типа по установленной мощности зависит от размещения и наличия по территории страны гидроэнергетических и теплоэнергетических ресурсов, их технико-экономических черт, включая затраты на транспортировку горючего, и от технико-экономических показателей электростанций.
Разглядим кое-какие особенности электростанций, каковые в той либо другой степени приходится учитывать при их эксплуатации и строительстве.
Тепловые конденсационные электростанции. КЭС строят по возможности ближе к местам добычи горючего, удобным для водоснабже— ния. Их делают из последовательности блочных агрегатов (котел — турбогенератор — повышающий трансформатор) мощностью от 200 до 1200 МВт, выдающих выработанную энергию в сети 110—750 кВ. Особенность агрегатов КЭС содержится в том, что они слишком мало маневренны: подготовка к пуску, разворот, набор и синхронизация нагрузки требуют 3—6 ч. Исходя из этого для них предпочтительным есть режим работы с равномерной нагрузкой в пределах от номинальной до нагрузки, соответствующей техническому минимуму, определяемому конструкцией агрегата и видом топлива. Коэффициент нужного действия КЭС не превышает 32—40%. Они значительно влияют на внешнюю среду — загрязняют воздух, изменяют тепловой режим источников водоснабжения.
Вторыми изюминками КЭС являются:
— большая удаленность их от ярких потребителей электричества, что определяет по большей части выдачу мощности на высоких и очень высоких напряжениях;
— блочный принцип построения станции.
Теплофикационные электростанции (теплоэлектроцентрали). ТЭЦ строят вблизи потребителей тепла, наряду с этим употребляется в большинстве случаев привозное горючее. Трудятся эти электростанции самый экономично (коэффициент применения тепла достигает 60—70%) при нагрузке, соответствующей минимальному пропуску и тепловому потреблению пара в часть низкого давления турбин и в конденсаторы. Единичная мощность агрегатов образовывает 30—250 МВт. Станции с агрегатами до 60 МВт включительно делают в тепломеханической части с поперечными связями по несколько и воде, в электрической части — со сборными шинами 6—10 кВ и выдачей большой части мощности в местную распределительную сеть. Станции с агрегатами 100—250 МВт делают блочного типа с выдачей мощности в сети повышенного напряжения. Нужно подчернуть, что ТЭЦ, как и КЭС, значительно влияют на внешнюю среду.
Ядерные электростанции. АЭС смогут быть сооружены в любом географическом районе, среди них и труднодоступном, но при наличии источника водоснабжения. Количество (по массе) потребляемого горючего (уранового концентрата) незначительно, что облегчает требования к транспортным связям. АЭС складываются из последовательности агрегатов блочного типа, выдающих энергию в сети повышенного напряжения. Агрегаты АЭС, в особенности на стремительных нейтронах, неманевренны, так же как и агрегаты КЭС. По условиям регулирования и работы, и по технико-экономическим соображениям предпочтительным есть режим с довольно равномерной нагрузкой. АЭС предъявляют повышенные требования к надежности работы оборудования. Коэффициент нужного действия образовывает 35—38%. Фактически АЭС не загрязняют воздух. Выбросы радиоактивных газов и аэрозолей незначительны, что разрешает строить АЭС вблизи городов и центров нагрузки. Тяжёлой проблемой есть захоронение либо восстановление отработанных топливных элементов.
Гидроэлектростанции. ГЭСсооружаются в том месте, где имеются гидроресурсы, и условия для постройки, что довольно часто не сходится с размещением потребителей электричества. При сооружении ГЭС в большинстве случаев пробуют решить комплекс задач, то есть: выработка электричества, улучшение условий судоходства, орошение. Единичная мощность гидроагрегатов достигает 640 МВт. Электрическую часть делают по блочным схемам генераторы — трансформаторы с выдачей мощности в сети повышенного напряжения. Гидроагрегаты высокоманевренны: разворот, синхронизация с сетью и комплект нагрузки требуют 1—5 мин. При наличии водохранилищ ГЭС возможно целесообразно использована для работы в пиковой части дневного графика нагрузки совокупности с остановами агрегатов и частыми пусками. Коэффициент нужного действия ГЭС образовывает 85—87%. Станции значительно влияют на водный режим рек, рыбное хозяйство, микроклимат недалеко от водохранилищ, и на лесное и сельское хозяйства, потому, что создание водохранилищ связано с затоплением больших нужных для народного хозяйства площадей.
Гидроаккумулирующие электростанции. ГАЭС предназначены для выравнивания дневного графика энергосистемы по нагрузке. В часы минимальной нагрузки они трудятся в насосном режиме (перекачивают воду из нижнего водоема и запасают энергию); в часы большой нагрузки энергосистемы агрегаты ГАЭС трудятся в генераторном режиме, принимая на себя пиковую часть нагрузки. ГАЭС строят в совокупностях, где отсутствуют ГЭС либо их мощность недостаточна для покрытия нагрузки в часы пик. Их делают из последовательности блоков, выдающих энергию в сети повышенного напряжения и приобретающих ее из сети при работе в насосном режиме. Агрегаты высокоманевренны и смогут скоро переводиться из насосного режима в генераторный либо в режим синхронного компенсатора. Коэффициент нужного действия ГАЭС образовывает 70—75%. Их строят в том месте, где имеются источники водоснабжения, а местные геологические условия разрешают создать напорное водохранилище.