Классификация тепловых электростанций и их энергоэкономические особенности

КЭС, ТЭЦ, ПГУ, ГТЭС, АЭС.

Для более полной характеристики электростанции можно классифицировать по ряду основных признаков:

виду первичных энергоресурсов;
процессам преобразования энергии;
количеству и виду энергоносителей;
режиму работы;
видам отпускаемой энергии;
кругу охватываемых потребителей;

выделяются электростанции, в которых:

органическое — ТЭС;
ядерное — АЭС.

полученная тепловая энергия преобразуется в механическую, а затем в электрическую — ТЭС, АЭС;
полученная тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую — электростанции с МГД-генераторами (МГД-ЭС), СЭС с фотоэлементами и др.

По количеству и виду используемых энергоносителей различаются электростанции:

с одним энергоносителем — КЭС и ТЭЦ, атомные КЭС и ТЭЦ на паре. АЭС с газовым энергоносителем, ГТЭС;
с двумя разными по фазовому состоянию энергоносителями — парогазовые, в том числе ПГ-КЭС и ПГ-ТЭЦ;
с двумя разными энергоносителями одинакового фазового состояния — бинарные.

По видам отпускаемой энергии различаются электростанции:

отпускающие только или в основном электрическую энергию — ГЭС, ГАЭС, КЭС, атомные КЭС, ГТЭС, ПГ-КЭС и др.;
отпускающие электрическую и тепловую энергию — ТЭЦ, атомные ТЭЦ, ГТ-ТЭЦ и др.

станция);
местные электростанции для электроснабжения отдельных населенных пунктов;
блок-станции для электроснабжения отдельных потребителей.

По режиму работы в ЭЭС различаются электростанции:

базовые;
маневренные или полупиковые;
пиковые.
К первой группе относятся крупные, наиболее экономичные КЭС, атомные КЭС, ТЭЦ на теплофикационном режиме, ко второй — маневренные конденсационные электростанции, ПГ-КЭС и ТЭЦ, к третьей — ГДЭС, ГТЭС. Частично в пиковом режиме работают ТЭЦ и менее экономичные КЭС.

В последнее время КЭС и атомные КЭС все в большей степени увеличивают отпуск тепловой энергии. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), кроме электроэнергии, выраба- тывают тепло; использование тепла отработавшего пара при комбинированном производстве энергии обеспечивает значительную экономию топлива.
Если отработавший пар или горячая вода используется для технологических процессов, отопления и вентиляции промышленных предприятий, то ТЭЦ называются промышленными. При использовании тепла для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий городов ТЭЦ называются коммунальными (отопительными). Промышленно-отопительные ТЭЦ снабжают теплом как промышленные предприятия, так и население. На отопительных ТЭЦ наряду с теплофикационными турбоустановками имеются водогрейные котлы для отпуска тепла в периоды пиков тепловой нагрузки.

и ТЭЦ различаются по начальным параметрам, технологической схеме (блочные и с поперечными связями), единичной мощности блоков и т.п. АЭС классифицируются по типу реакторов (на тепловых и быстрых нейтронах), по конструкции реакторов и др.
Наряду с рассмотренными выше основными типами электростанций в России развиваются также парогазовые и чисто газотурбинные электростанции.
Парогазовые электростанции (ПГЭС) применяются в двух вариантах: с высоконапорным парогенератором и со сбросом выхлопных газов в котлоагрегаты обычного типа. При первом варианте продукты сгорания из камеры сгорания под давлением направляются в высоконапорный компактный парогенератор, где вырабатывается пар высокого давления, а продукты сгорания охлаждаются до 750—800 °С, после чего они направляются в газовую турбину, а пар высокого давления подается в паровую турбину.

При втором варианте продукты сгорания из камеры сгорания с добавлением необходимого количества воздуха для снижения температуры до 750—800 °С направляются в газовую турбину, а оттуда отходящие газы при температуре примерно 350—400 °С с большим содержанием кислорода поступают в обычные котлоагрегаты паротурбинных ТЭС, где выполняют функцию окислителя и отдают свое тепло.

топливо, во второй — такое топливо должно сжигаться только в камере сгорания газовой турбины, а в котлоагрегатах — мазут или твердое топливо, что представляет определенное преимущество. Комбинирование двух циклов дает повышение общего КПД ПГЭС примерно на 5—6 % по сравнению с паротурбинной КЭС. Мощность газовых турбин ПГЭС составляет примерно 20—25 % мощности парогазового блока. В связи с тем, что удельные капиталовложения в газотурбинную часть ниже, чем в паротурбинную, на ПГЭС достигается уменьшение удельных капиталовложений на 10—12 %. Парогазовые блоки обладают большей маневренностью, чем обычные конденсационные блоки, и могут быть использованы для работы в полупиковой зоне, так как более экономичны, чем маневренные КЭС.