Тепловая станция. Тепловая электростанция тэс. Государственные районные электростанции

Проведём экскурсию по Чебоксарской ТЭЦ-2, посмотрим, как электричество и тепло вырабатываются:

Напомню, кстати, что труба - самое высокое промышленное сооружение в Чебоксарах. Аж 250 метров!

Начнём с общих вопросов, к которым относится в первую очередь безопасность.
Разумеется, ТЭЦ, как и ГЭС, предприятие режимное, и просто так туда не пускают.
А если уж пустили, хоть даже на экскурсию, то инструктаж по технике безопасности пройти всё равно придётся:

Ну, нам это не в диковинку (как и сама ТЭЦ не в диковинку, я работал там лет 30 назад;)).
Да, ещё одно жёсткое предупреждение, не могу пройти мимо:

Технология

Главным рабочим веществом на всех тепловых электростанциях является, как ни странно, вода.
Потому что она легко превращается в пар и обратно.
Технология у всех одинакова: надо получить пар, который будет вращать турбину. На оси турбины помещается генератор.
В атомных электростанциях вода разогревается за счёт выделения тепла при распаде радиоактивного топлива.
А в тепловых - за счёт сжигания газа, мазута и даже, до недавних пор, угля.

Куда девать отработанный пар? Однако, обратно в воду и снова в котёл!
А куда девать тепло отработанного пара? Да на подогрев воды, поступающей в котёл - для повышения кпд всей установки в целом.
И на подогрев воды в теплосети и водопроводе (горячая вода)!
Так что в отопительный сезон из тепловой станции извлекается двойная польза - электричество и тепло. Соответственно, такое комбинированное производство и называется ТЭЦ (теплоэлектроцентраль).

Но летом всё тепло израсходовать с пользой не удаётся, поэтому пар, вышедший из турбины, охлаждается, превращаясь в воду, в градирнях, после чего вода возвращается в замкнутый производственный цикл. А в тёплых бассейнах градирен ещё и рыбу разводят;)

Чтобы не изнашивались теплосети и котёл, вода проходит специальную подготовку в химическом цехе:

А по всему замкнутому кругу воду гоняют циркуляционные насосы:

Наши котлы могут работать как на газе (жёлтые трубопроводы), так и на мазуте (чёрные). С 1994 работают на газе. Да, котлов у нас 5 штук!
Для горения в горелки необходима подача воздуха (синие трубопроводы).
Вода кипит, и пар (паропроводы красного цвета) проходит через специальные теплообменники - пароперегреватели, которые повышают температуру пара до 565 градусов, а давление, соответственно, до 130 атмосфер. Это вам не скороварка на кухне! Одна маленькая дырочка в паропроводе обернётся большой аварией; тонкая струя перегретого пара режет металл, как масло!

И вот такой пар уже подаётся на турбины (в больших станциях несколько котлов могут работать на общий паровой коллектор, от которого питаются несколько турбин).

В котельном цехе всегда шумно, потому что горение и кипение - весьма бурные процессы.
А сами котлы (ТГМЕ-464) представляют собой грандиозные сооружения высотой с двадцатиэтажный дом, и показать их целиком можно только на панораме из множества кадров:

Ещё один ракурс на подвал:

Пульт управления котла выглядит так:

На дальней стене располагается мнемосхема всего техпроцесса с лампочками, индицирующими состояние задвижек, классические приборы с самописцами на бумажной ленте, табло сигнализации и другие индикаторы.
А на самом пульте классические кнопки и ключи соседствуют с компьютерным дисплеем, где крутится система управления (SCADA). Здесь же есть самые ответственные выключатели, защищённые красными кожухами: "Останов котла" и "Главная паровая задвижка" (ГПЗ):

Турбины

Турбин у нас 4.
Они имеют очень сложную конструкцию, чтобы не пропустить ни малейшего кусочка кинетической энергии перегретого пара.
Но снаружи ничего не видно - всё закрыто глухим кожухом:

Серьёзный защитный кожух необходим - турбина вращается с высокой скоростью 3000 оборотов в минуту. Да ещё по ней проходит перегретый пар (выше говорил, как он опасен!). А паропроводов вокруг турбины множество:

В этих теплообменниках отработанным паром подогревается сетевая вода:

Кстати, на фото у меня самая старая турбина ТЭЦ-2, так что не удивляйтесь брутальному виду устройств, которые будут показаны ниже:

Вот это механизм управления турбиной (МУТ), который регулирует подачу пара и, соответственно, управляет нагрузкой. Его раньше крутили вручную:

А это Стопорный клапан (его надо долго вручную взводить после того, как он сработал):

Малые турбины состоят из одного так называемого цилиндра (набора лопастей), средние - из двух, большие - из трёх (цилиндры высокого, среднего и низкого давления).
С каждого цилиндра пар уходит в промежуточные отборы и направляется в теплообменники - подогреватели воды:

А в хвосте турбины должен быть вакуум - чем он лучше, тем выше кпд турбины:

Вакуум образуется за счёт конденсации остатков пара в конденсационной установке.
Вот мы и прошлись по всему пути воды на ТЭЦ. Обратите внимание также на ту часть пара, которая идёт на подогрев сетевой воды для потребителя (ПСГ):

Ещё один вид с кучей контрольных точек. Не забываем, что контролировать на турбине необходимо кучу давлений и температур не только пара, но и масла в подшипниках каждой её части:

Да, а вот и пульт. Он обычно находится в той же комнате, что и у котлов. Несмотря на то, что сами котлы и турбины стоят в разных помещениях, управление котлотурбинным цехом нельзя разделять на отдельные кусочки - слишком всё связано перегретым паром!

На пульте мы видим пару средних турбин с двумя цилиндрами, кстати.

Автоматизация

В отличие от , процессы на ТЭЦ более быстрые и ответственные (кстати, все помнят слышный во всех краях города громкий шум, похожий на самолётный? Так это изредка срабатывает паровой клапан, стравливая чрезмерное давление пара. Представьте, как это слышится вблизи!).
Поэтому автоматизация здесь пока запаздывает и в основном ограничивается сбором данных. А на пультах управления мы видим сборную солянку различных SCADA и промышленных контроллеров, занимающихся локальным регулированием. Но процесс идёт!

Электричество

Ещё раз посмотрим общий вид турбинного цеха:

Обратите внимание, слева под жёлтым кожухом - электрические генераторы.
Что происходит с электричеством дальше?
Оно отдаётся в федеральные сети через ряд распределительных устройств:

Электрический цех - очень непростое место. Достаточно взглянуть на панораму пульта управления:

Релейная защита и автоматика - наше всё!

На этом обзорную экскурсию можно завершить и всё-таки сказать пару слов про насущные проблемы.

Тепло и коммунальные технологии

Итак, мы выяснили, что ТЭЦ даёт электричество и тепло. И то, и другое, разумеется, поставляется потребителям. Теперь нас, главным образом, будет интересовать тепло.
После перестройки, приватизации и разделения всей единой советской промышленности на отдельные кусочки во многих местах получилось так, что электростанции остались в ведомстве Чубайса, а городские теплосети стали муниципальными. И на них образовался посредник, который берёт деньги за транспортировку тепла. А как эти деньги тратятся на ежегодный ремонт изношенных на 70% теплосетей, вряд ли нужно рассказывать.

Так вот, из-за многомиллионных долгов посредника "НОВЭК" в Новочебоксарске ТГК-5 уже перешла на прямые договора с потребителями.
В Чебоксарах пока этого нет. Более того, чебоксарские «Коммунальные технологии» на сегодня проект развития своих котельных и теплосетей аж на 38 миллиардов (ТГК-5 справилась бы всего за три).

Все эти миллиарды так или иначе будут включены в тарифы на тепло, которые устанавливает городская администрация "из соображений социальной справедливости". Между тем, сейчас себестоимость тепла, вырабатываемого ТЭЦ-2, в 1.5 раза меньше, чем на котельных КТ. И такое положение должно сохраниться и в будущем, потому что чем крупнее электростанция, тем она эффективнее (в частности, меньше эксплуатационных затрат + окупаемость тепла за счёт производства электроэнергии).

А что с точки зрения экологии?
Безусловно, одна большая ТЭЦ с высокой трубой лучше в экологическом плане, чем десяток мелких котельных с маленькими трубами, дым из которых практически останется в городе.
Самым же плохим в смысле экологии является ныне популярное индивидуальное отопление.
Маленькие домашние котлы не обеспечивают такой полноты сгорания топлива, как большие ТЭЦ, да и все выхлопные газы остаются не просто в городе, а буквально над окнами.
Кроме того, мало кто задумывается о повышенной опасности дополнительного газового оборудования, стоящего в каждой квартире.

Какой выход?
Во многих странах при центральном отоплении используются поквартирные регуляторы, которые позволяют экономнее потреблять тепло.
К сожалению, при нынешних аппетитах посредников и изношенности теплосетей преимущества центрального отопления сходят на нет. Но всё-таки, с глобальной точки зрения, индивидуальное отопление более уместно в коттеджах.

Другие посты о промышленности:

ИА сайт. Тепловая электростанция (тепловая электрическая станция) - энергетическая установка, на которой вырабатывается электрическая энергия за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

1	Cooling tower	Градирня
2	Cooling water pump	Насос водяного охлаждения; Циркуляционный насос
3	Transmission line (3-phase)	Линия электропередачи (3-х фазная)
4	Step-up transformer (3-phase)	Повышающий трансформатор
5	Electrical generator (3-phase)	Электрогенератор; Электромашинный генератор
6	Low pressure steam turbine	Паровая турбина низкого давления
7	Condensate pump	Конденсатный насос
8	Surface condenser	Поверхностный конденсатор
9	Intermediate pressure steam turbine	Паровая турбины среднего давления
10	Steam control valve	Клапан регулировки подачи пара
11	High pressure steam turbine	Паровая турбина высокого давления
12	Deaerator	Деаэратор
13	Feedwater heater	Подогреватель питательной воды
14	Coal conveyor	Транспортёр угля
15	Coal hopper	Бункер угля
16	Coal pulverizer	Углеразмольная мельница; Мельница для измельчения угля
17	Boiler drum	Барабан котла
18	Bottom ash hopper	Шлаковый бункер
19	Superheater	Пароперегреватель; Перегреватель пара
20	Forced draught (draft) fan	Дутьевой вентилятор; Тягодутьевой вентилятор
21	Reheater	Промежуточный пароперегреватель
22	Combustion air intake	Заборник первичного воздуха; Заборник воздуха в топку
23	Economiser	Экономайзер
24	Air preheater	Предварительный воздухоподогреватель
25	Precipitator	Золоуловитель
26	Induced draught (draft) fan	Дымосос; Вытяжной вентилятор
27	Flue-gas stack	Дымовая труба
28	Feed pump	Питательный насос

Уголь транспортируется (14) из внешней шахты и измельчается в очень мелкий порошок крупными металлическими сферами в мельнице (16).

Там он смешивается с предварительно подогретым воздухом (24), нагнетаемым вентилятором поддува (20).

Горячая воздушно-топливная смесь принудительно, при высоком давлении, попадает в котел, где быстро воспламеняется.

Вода поступает вертикально вверх по трубчатым стенкам котла, где превращается в пар и поступает в барабан котла (17), в котором пар отделяется от оставшейся воды.

Пар проходит через коллектор в крышке барабана в подвесной подогреватель (19), где его давление и температура быстро возрастают до 200 бар и 570°С, достаточных для того, чтобы стенки труб светились тускло-красным цветом.

Затем пар поступает в турбину высокого давления (11), первую из трех в процессе генерации электроэнергии.

Клапан регулировки подачи пара (10) обеспечивает как ручное управление турбиной, так и автоматическое по заданным параметрам.

Пар выпускается из турбины высокого давления как со снижением давления, так температуры, после чего он возвращается на подогрев в промежуточный пароперегреватель (21) котла.

ТЭС - основной тип электростанций в России, доля вырабатываемой ими электроэнергии составляет 67% на 2000 г.

В промышленно развитых странах этот показатель доходит до 80%.

Тепловая энергия на ТЭС используется для нагрева воды и получения пара - на паротурбинных электростанциях или для получения горячих газов-на газотурбинных.

Для получения тепла органическое топливо сжигают в котлоагрегатах ТЭС.

В качестве топлива используется уголь, торф, природный газ, мазут, горючие сланцы.

1.Котлотурбинные электростанции

1.1. Конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС - государственная районная электростанция)

1.2.Теплоэлектроцентрали (теплофикационные электростанции, ТЭЦ)

2.Газотурбинные электростанции

3.Электростанции на базе парогазовых установок

4.Электростанции на основе поршневых двигателей

5. Комбинированного цикла

Однажды, когда мы въезжали в славный город Чебоксары, с восточного направления моя супруга обратила внимание на две огромные башни, стоящие вдоль шоссе. "А что это такое?" - спросила она. Поскольку мне абсолютно не хотелось показать жене свою неосведомленность, я немного покопался в своей памяти и выдал победное: "Это ж градирни, ты что, не знаешь?". Она немного смутилась: "А для чего они нужны?" "Ну что-то там охлаждать, вроде бы". "А чего?". Потом смутился я, потому что совершенно не знал как выкручиваться дальше.

Может быть этот вопрос, так и остался навсегда в памяти без ответа, но чудеса случаются. Через несколько месяцев после этого случая, вижу в своей френдленте пост z_alexey о наборе блогеров, желающих посетить Чебоксарскую ТЭЦ-2, ту самую, что мы видели с дороги. Приходиться резко менять все свои планы, упустить такой шанс будет непростительно!

Так что же такое ТЭЦ?

Это сердце ТЭЦ, и здесь происходит основное действие. Газ, поступающий в котел, сгорает, выделяя сумасшедшее количество энергии. Сюда же подается "Чистая вода". После нагрева она превращается в пар, точнее в перегретый пар, имеющий температуру на выходе 560 градусов, а давление 140 атмосфер. Мы тоже назовем его "Чистый пар", потому что он образован из подготовленной воды.
Кроме пара, на выходе мы еще имеем выхлоп. На максимальной мощности, все пять котлов потребляют почти 60 кубометров природного газа в секунду! Что бы вывести продукты сгорания нужна недетская "дымовая" труба. И такая тоже имеется.

Трубу видно практически из любого района города, учитывая высоту 250 метров. Подозреваю, что это самое высокое строение в Чебоксарах.

Рядом находится труба чуть поменьше. Снова резерв.

Если ТЭЦ работает на угле, необходима дополнительная очистка выхлопа. Но в нашем случае этого не требуется, так как в качестве топлива используется природный газ.

В втором отделении котлотурбинного цеха находятся установки, вырабатывающие электроэнергию.

В машинном зале Чебоксарской ТЭЦ-2 их установлено четыре штуки, общей мощностью 460 МВт (мегаватт). Именно сюда подается перегретый пар из котельного отделения. Он, под огромным давлением направляется на лопатки турбины, заставляя вращаться тридцатитонный ротор, со скоростью 3000 оборотов в минуту.

Установка состоит из двух частей: собственно сама турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию.

А вот как выглядит ротор турбины.

Повсюду датчики и манометры.

И турбины, и котлы, в случае аварийной ситуации можно остановить мгновенно. Для этого существуют специальные клапаны, способные перекрыть подачу пара или топлива за какие-то доли секунды.

Интересно, а есть такое понятие как промышленный пейзаж, или промышленной портрет? Здесь есть своя красота.

В помещении стоит страшный шум, и чтобы расслышать соседа приходиться сильно напрягать слух. К тому же очень жарко. Хочется снять каску и раздеться до футболки, но делать этого нельзя. По технике безопасности, одежда с коротким рукавом на ТЭЦ запрещена, слишком много горячих труб.
Основную часть времени цех пустой, люди здесь появляются один раз в два часа, во время обхода. А управление работой оборудования ведется с ГрЩУ (Групповые щиты управления котлами и турбинами).

Вот так выглядит рабочее место дежурного.

Вокруг сотни кнопок.

И десятки датчиков.

Есть механические, есть электронные.

Это у нас экскурсия, а люди работают.

Итого, после котлотурбинного цеха, на выходе мы имеем электроэнергию и частично остывший и потерявший часть давления пар. С электричеством вроде бы попроще. На выходе с разных генераторов напряжение может быть от 10 до 18 кВ (киловольт). С помощью блочных трансформаторов, оно повышается до 110 кВ, а дальше электроэнергию можно передавать на большие расстояния с помощью ЛЭП (линий электропередач).

Оставшийся "Чистый пар" отпускать на сторону невыгодно. Так как он образован из "Чистой воды", производство которой довольно сложный и затратный процесс, его целесообразней охладить и вернуть обратно в котел. Итак по замкнутому кругу. Зато с его помощью, и с помощью теплообменников можно нагреть воду или произвести вторичный пар, которые спокойно продавать сторонним потребителям.

В общем то именно таким образом, мы с вами получаем тепло и электричество в свои дома, имея привычный комфорт и уют.

Ах, да. А для чего же все-таки нужны градирни?

Оказывается все очень просто. Что бы охладить, оставшийся "Чистый пар", перед новой подачей в котел, используются все те же теплообменники. Охлаждается он при помощи технической воды, на ТЭЦ-2 ее берут прямо с Волги. Она не требует какой-то специальной подготовки и также может использоваться повторно. После прохождения теплообменника техническая вода нагревается и уходит на градирни. Там она стекает тонкой пленкой вниз или падает вниз в виде капель и охлаждается за счет встречного потока воздуха, создаваемого вентиляторами. А в эжекционных градирнях вода распыляется с помощью специальных форсунок. В любом случае основное охлаждение происходит за счет испарения небольшой части воды. С градирен остывшая вода уходит по специальному каналу, после чего, с помощью насосной станции отправляется на повторное использование.
Одним словом, градирни нужны, что бы охлаждать воду, которая охлаждает пар, работающий в системе котел - турбина.

Вся работа ТЭЦ, контролируется из Главного Щита Управления.

Здесь постоянно находится дежурный.

Все события заносятся в журнал.

Меня хлебом не корми, дай сфотографировать кнопочки и датчики...

На этом, почти все. В завершение осталось немного фотографий станции.

Это старая, уже не рабочая труба. Скорее всего скоро ее снесут.

На предприятии очень много агитации.

Здесь гордятся своими сотрудниками.

И их достижениями.

Похоже, что не напрасно...

Осталось добавить, что как в анекдоте - "Я не знаю, кто эти блогеры, но экскурсовод у них директор филиала в Марий Эл и Чувашии ОАО "ТГК-5", КЭС холдинга - Добров С.В."

Вместе с директором станции С.Д. Столяровым.

Без преувеличения - настоящие профессионалы своего дела.

Ну и конечно, огромное спасибо Ирине Романовой, представляющей пресс-службу компании, за прекрасно организованный тур.

АЗ – аварийная защита; активная зона (ядерного реактора)

АСПТ, АСТ – атомная станция промышленного теплоснабжения, атомная

станция теплоснабжения

АСУТП – автоматизированная система управления технологическими

процессами

АТЭЦ – атомная теплоэлектроцентраль

АЧР – автоматическая частотная разгрузка

АЭС – атомная электрическая станция

БН – бустерный насос

БОУ – блочная обессоливающая установка

БРОУ, БРУ – быстродействующая редукционно-охладительная установка,

редукционная установка

БС – барабан-сепаратор

БЩУ – блочный щит управления

ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор

ВПУ – водоподготовительная установка

ВС – верхняя ступень (сетевого подогревателя)

ВСП – верхний сетевой подогреватель

ВХР – водно-химический режим

ВЭР – вторичные энергоресурсы

ВЭС – ветровая электростанция

ГАВР – гидразин-аммиачный водный режим

ГАЭС – гидроаккумулирующая электростанция

ГеоТЭС – геотермальная теплоэлектростанция

ГеЭС – гелиоэлектростанция (солнечная электростанция)

ГЗЗ – главная запорная задвижка

ГК – генерирующая компания (в энергосистеме)

ГОСТ – государственный стандарт

ГОЭЛРО – государственный план электрификации России (1920 г.)

ГП – генеральный план (электростанции)

ГРП – газораспределительный пункт

ГРЭС – государственная районная электростанция

ГТ, ГТД, ГТУ, ГТУ-ТЭЦ, ГТЭС – газовая турбина, газотурбинный двигатель,

газотурбинная установка, ТЭЦ с ГТУ,

газотурбинная электростанция

гут – грамм условного топлива

ГЦК – главный циркуляционный контур

ГЦН – главный циркуляционный насос

ГЩУ – главный щит управления

ГЭС – гидроэлектростанция

Д – деаэратор

ДВ – дутьевой вентилятор

ДВД – деаэратор высокого давления

ДИ – деаэратор испарителя

ДН – дренажный насос

ДНД – деаэратор низкого давления

ДПТС – деаэратор подпитки теплосети

ДС – дымосос

ДТ – дымовая труба

ДЭС – дизельная электростанция

ЗРУ – закрытое распределительное устройство

ЗУ – золоуловитель

ЗШО, ЗШУ – золошлакоотвал, золошлакоудаление

И – испаритель

К – конденсатор

КЗ – короткое замыкание

КИ – конденсатор испарителя

КИА, КИП – контрольно-измерительная аппаратура,

контрольно-измерительные приборы

КИУМ – коэффициент использования установленной мощности

КМПЦ – контур многократной принудительной циркуляции

КН – конденсатный насос

КНС – насос конденсата сетевых подогревателей

КО – конденсатоочистка; конденсатоотводчик; компенсатор объема

КПД – коэффициент полезного действия

КПТ – конденсатно-питательный тракт

КПТЭ – комбинированное производство тепловой и электрической энергии

к-р – конденсатор

КТ – конденсатный тракт

КТО, КТП, КТПР – коэффициент теплоотдачи, коэффициент теплопередачи,

коэффициент теплопроводности

КТЦ – котлотурбинный цех (электростанции)

КУ – котельная установка; котел-утилизатор

КЦ – котельный цех (электростанции)

КЭН – конденсатный электронасос

КЭС – конденсационная электростанция

ЛЭП – линия электропередачи

МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергии

МБ – материальный баланс

МГДУ – магнитогидродинамическая установка

МИРЭК, МИРЭС – Мировая энергетическая конференция, Мировой

энергетический совет

МПА – максимальная проектная авария (на АЭС)

Н – насос

НВИЭ – нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

НКВР – нейтрально-кислородный водный режим

НОК – насос обратного конденсата

ном. – номинальный

НС – нижняя ступень (сетевого подогревателя)

НСП – нижний сетевой подогреватель

НСС – начальник смены станции

ОВ – охлаждающая вода; очищенная вода; охладитель выпара (деаэратора)

ОВК – объединенный вспомогательный корпус

ОД – охладитель дренажа

ОДУ – объединенное диспетчерское управление

ОК – обратный конденсат; обратный клапан

ОП – охладитель продувки

ОРУ – открытое распределительное устройство

ОСТ – отраслевой стандарт

ОУ – охладительная установка; охладитель уплотнений

ОЭ – основой эжектор; охладитель эжектора

ПБ – пиковый бойлер; пожарная безопасность

ПВ – питательная вода

ПВД – подогреватель высокого давления

ПВК – пиковый водогрейный котел

ПВТ – пароводяной тракт

ПГ – парогенератор; природный газ

ПГУ – парогазовая установка; парогенерирующая установка

ПДК – предельно допустимая концентрация

ПЕ – перегреватель свежего пара

ПК – паровой котел; пиковый котел; предохранительный клапан

ПКВД, ПКНД – паровой котел высокого, низкого давления

ПН – питательный насос

ПНД – подогреватель низкого давления

ПО – пароохладитель

ПП – промежуточный пароперегреватель; полупроводник

ППР – паропреобразователь; планово-предупредительный ремонт

ПРК – пускорезервная котельная

ПСВ – подогреватель сетевой воды

ПТ – паровая турбина; паровой тракт; подготовка топлива

ПТС – принципиальная тепловая схема

ПТУ – паротурбинная установка

ПТЭ – правила технической эксплуатации

ПУ – подогреватель уплотнений

ПУЭ – правила устройства электроустановок

ПХ – паровая характеристика

ПЭ – подогреватель эжекторов; пусковой эжектор

ПЭН – питательный электронасос

Р – расширитель; реактор (ядерный)

РАО – радиоактивные отходы

РАО «ЕЭС России» - Российское открытое акционерное общество

энергетики и электрификации «Единая

электроэнергетическая система России»

РБМК – реактор большой мощности канальный (кипящий)

РБН – реактор на быстрых нейтронах

РВП – регенеративный воздухоподогреватель

РД – руководящий документ

РЗА – релейная защита и автоматика

РОУ – редукционно-охладительная установка

РП – регенеративный подогреватель

РТН – реактор на тепловых нейтронах

РТС – развернутая (полная) тепловая схема

РУ – редукционная установка; реакторная установка; распределительное

устройство

РЦ – реакторный цех (атомной электростанции)

РЭК – региональная энергетическая комиссия

РЭС – районные электрические сети

С – сепаратор

САОЗ – система аварийного охлаждения зоны (ядерного реактора)

САР, САУ – система автоматического регулирования, система

автоматического управления

СВО, СГО – спецводоочистка, спецгазоочистка (на АЭС)

СЗЗ – санитарно-защитная зона

СК – стопорный клапан; сетевая компания (в энергосистеме)

СКД, СКП – сверхкритическое давление, сверхкритические параметры

СМ – смеситель

СН – сетевой насос; собственные нужды

СНиП – санитарные нормы и правила

СП – сетевой подогреватель

СПП – сепаратор-промпароперегреватель

СТВ – система технического водоснабжения

СУЗ – система управления и защиты (ядерного реактора)

СХТМ – система химико-технологического мониторинга

СЦТ – система централизованного теплоснабжения

СЭС – солнечная электростанция

Т – турбина

ТБ – тепловой баланс; топливный баланс; техника безопасности

ТВ – техническая вода

ТВД – турбина высокого давления

ТВС, твэл – тепловыделяющая сборка, тепловыделяющий элемент

ТГ – турбогенератор

ТГВТ – топливно-газо-воздушный тракт

ТГУ – турбогенераторная установка

ТИ – тепловая изоляция

ТК – теплофикационный пучок конденсатора турбины; технологический

канал (ядерного реактора); топливная кассета (для АЭС)

ТН – теплоноситель

ТНД – турбина низкого давления

ТО – теплообменник; техническое обслуживание

ТП – тепловой потребитель; турбопривод (насоса); технологический процесс

ТПН – питательный насос с турбоприводом (турбопитательный насос)

тр-д – трубопровод

ТТЦ – топливно-транспортный цех (электростанции)

т/у – турбоустановка

ТУ – турбоустановка; технические условия

ТХ – топливное хозяйство; тепловая характеристика

ТЦ – турбинный цех (электростанции)

ТЭБ – топливно-энергетический баланс

ТЭК – топливно-энергетический комплекс

ТЭО – технико-экономическое обоснование (проекта)

ТЭР – топливно-энергетические ресурсы

ТЭС – тепловая электрическая станция

ТЭЦ – теплоэлектроцентраль

ТЭЦ-ЗИГМ – теплоэлектроцентраль заводского изготовления на

газомазутном топливе

ТЭЦ-ЗИТТ – теплоэлектроцентраль заводского изготовления на твердом

ФОРЭМ – федеральный оптовый рынок энергии и мощности (России)

ФЭК – федеральная энергетическая комиссия

ХВО – химводоочистка

ХОВ – химочищенная вода

ХХ – холостой ход (турбины)

ХЦ – химический цех (электростанции)

ЦВ – циркуляционная вода

ЦВД, ЦНД, ЦСД – цилиндр высокого, низкого, среднего давления (турбины)

ЦН – циркуляционный насос

ЦТАИ – цех тепловой автоматики и измерений (электростанции)

ЦЦР – цех централизованного ремонта (электростанции)

ЧВД, ЧНД, ЧСД – часть высокого, низкого, среднего давления (турбины)

ЭГ – электрогенератор

ЭДС – электродвижущая сила

ЭС – электрическая станция; электрические сети; Энергетическая стратегия

ЭУ – энергетическая установка; эжектор уплотнений

ЭХ – энергетическая характеристика

ЭЦ – электроцех (электростанции)

ЭЭС – электроэнергетическая система

ЯТ, ЯТЦ – ядерное топливо, ядерно-топливный цикл

ЛИТЕРАТУРА

1. Волков Э.П., Ведяев В.А., Обрезков В.И. Энергетические установки электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1983.

2. Гиршфельд В.Я., Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1986.

3. Грибков А.М., Гаврилов Е.И., Полтавец В.М. Основы проектирования и эксплуатации тепловых электростанций. Казань: Изд-во КГЭУ, 2004.

4. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Дэвинс Д. Энергия. М.: Энергоатомиздат, 1985.

6. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций. М.: Энергоиздат, 1982.

7. Киселев Г.П. Условные обозначения энергетического оборудования, трубопроводов и арматуры в тепловых схемах. Методические указания по дипломному проектированию для специальности «Тепловые электрические станции». М.: Изд-во МЭИ, 1981.

8. Литвин А.М. Основы теплоэнергетики. М.: Энергия, 1973.

9. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. М.: Высшая школа, 1974, 1978, 1984.

10. Маргулова Т.Х., Подушко Л.А. Атомные электрические станции. М.: Энергоиздат, 1982.

11. Нигматуллин И.Н., Нигматуллин Б.И. Ядерные энергетические установки. М.: Энергоатомиздат, 1986.

12. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 2003.

13. Проценко А.Н. Покорение атома. М.: Атомиздат, 1964.

14. Проценко А.Н. Энергия будущего. М.: Молодая гвардия, 1985.

15. Проценко А.Н. Энергетика сегодня и завтра. М.: Молодая гвардия, 1987.

16. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1976, 1987.

17. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Изд-во МЭИ, 2001.

18. Промышленные тепловые электростанции/ Под ред. Е.Я.Соколова. М.: Энергия, 1979.

19. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Изд-во МЭИ, 2004, 2008.

20. Стерман Л.С., Тевлин С.А., Шарков А.Т. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоиздат, 1982.

21. Тепловые и атомные электрические станции/ Под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина. М.: Изд-во МЭИ, 2003.

22. Чичирова Н.Д., Шагиев Н.Г., Евгеньев И.В. Химия комплексных соединений. Комплексные соединения в теплоэнергетике. Казань: Изд-во КГЭИ, 1999.

23. Шагиев Н.Г., Мельников В.Н., Дик В.П. Экономика ядерной энергетики и организация производства. М.: Изд-во МЭИ, 1994.

Первая вырабатывает и тепловую, и электрическую энергию, а вторая - только электроэнергию. В обоих случаях речь идет о тепловых электростанциях, различия между которыми существенны, но не принципиальны - в ЕЭС России есть ТЭЦ, работающие в конденсационном режиме, и ГРЭС, «разжалованные» в теплоцентрали.

Любая электростанция представляет собой комплекс из оборудования, с помощью которого организуется преобразование энергии определенного источника (как правило, природного) в электрическую и тепловую энергию. В гидроэнергетике таким источником выступает вода, в атомной - уран, а на тепловых электростанциях (ТЭС) применимо большое разнообразие элементов (от газа, угля и нефтепродуктов до биотоплива, торфа и геотермальных скважин). В России порядка 70% электрогенерации обеспечивают именно ТЭС.

В качестве расхожих обозначений ТЭС используется две аббревиатуры - ГРЭС и ТЭЦ. Для обывателей они зачастую малопонятны, причем первую еще и путают с ГЭС, при том что это вообще разные виды генерации. Гидроэлектростанция работает за счет водяного потока, а ее плотины для этого перегораживают реки (но есть исключения), а ГРЭС - за счет пара, хотя и такая станция может располагать собственным водохранилищем. Однако ТЭС, которым также, как и ГЭС, жизненно необходима вода, способны эффективно функционировать и вдали от рек и водоемов - в таком случае на них обычно строят градирни, один из самых монументальных и заметных (после дымовых труб) технических элементов в тепловой энергетике. Особенно в зимнее время.

Главное - электричество

Обозначение «ГРЭС» - пережиток советского индустриального мегапроекта, на начальном этапе которого, в рамках плана ГОЭЛРО, решалась задача ликвидации дефицита, прежде всего, электрической энергии. Расшифровывается оно просто - «государственная районная электрическая станция». Районами в СССР называли территориальные объединения (промышленности с населением), в которых можно было организовать единое энергоснабжение. И в узловых географических точках, обычно вблизи крупных месторождений сырья, которое можно было использовать в качестве топлива, и ставили ГРЭС. Впрочем, газ на такие станции можно подавать и по трубопроводам, а уголь, мазут и другие виды топлива завозить по железной дороге. А на Березовскую ГРЭС компании «Юнипро» в красноярском Шарыпово уголь вообще приходит по 14-километровому конвейеру.

В современном понимании ГРЭС - это конденсационная электростанция (КЭС), по сравнению с ТЭЦ, очень мощная. Ведь главная задача такой станции - выработка электроэнергии, причем в базовом режиме (то есть равномерно в течение дня, месяца или года).

Поэтому ГРЭС, как правило, расположены вдали от крупных городов - благодаря линиям электропередач такие объекты генерации работают на всю энергосистему. И даже на экспорт - как, например, Гусиноозерская ГРЭС в Бурятии, с момента своего запуска в 1976 году обеспечивающая львиную долю поставок в Монголию. И выполняющая для этой страны роль «горячего резерва».

Интересно, что далеко не все станции, имеющие в своем названии аббревиатуру «ГРЭС», являются конденсационными; некоторые из них давно работают как теплоэлектроцентрали. Например, Кемеровская ГРЭС «Сибирской генерирующей компании» (СГК). «Изначально, в 1930-е годы, она вырабатывала только электроэнергию. Тем более что энергодефицит тогда был большой. Но когда вокруг станции вырос город Кемерово, на первый план вышел другой вопрос - как отапливать жилые кварталы? Тогда станцию перепрофилировали в классическую теплоэлектроцентраль, оставив лишь историческое название - ГРЭС. Для того, чтобы работник с гордостью мог сказать: «Я работаю на ГРЭС!». Потребление угля на электричество и тепло на станции идет сегодня в пропорции 50 на 50», - объясняет «Кислород.ЛАЙФ» СГК Алексей Кутырев.

В то же время на других ГРЭС, входящих в СГК - например, на Томь-Усинской (1345,4 МВт) и Беловской (1260 МВт) в Кузбассе, а также на Назаровской (1308 МВт) в Красноярском крае - 97% сжигаемого угля идет на генерацию электричества. И всего 3% - на выработку тепла. И такая же картина, за редким исключением - практически на любой другой ГРЭС.

Алексей Кутырев

Начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала

Крупнейшей в России ГРЭС и третьей в мире тепловой станцией является Сургутская ГРЭС-2 (входит в «Юнипро») - ее мощность 5657,1 МВт (мощнее в нашей стране - только две ГЭС, Саяно-Шушенская и Красноярская). При довольно приличном КИУМ более 64,5% эта станция выработала в 2017 году почти 32 млрд кВт*часов электрической энергии. Эта ГРЭС работает на попутном нефтяном и природном газе. Крупнейшей же по мощности ГРЭС в стране, работающей на твердом топливе (угле), является Рефтинская - она расположена в 100 км от Екатеринбурга. 3,8 ГВт электрической мощности позволяют вырабатывать объемы, покрывающие 40% потребности всей Свердловской области. В качестве основного топлива на станции используется экибастузский каменный уголь.

В приоритете - тепло

Теплоэнергоцентрали (ТЭЦ) - это еще один тип ТЭС, но это не конденсационная, а теплофикационная станция. ТЭЦ, главным образом, производят тепло - в виде технологического пара и горячей воды (в том числе для горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов). Поэтому ТЭЦ являются ключевым элементом в централизованных системах теплоснабжения в городах , по уровню проникновения которых Россия является одним из мировых лидеров. Средние и малые ТЭЦ являются также незаменимыми спутниками крупных промышленных предприятий. Ключевая черта ТЭЦ - когенерация: одновременное производство тепла и электричества . Это и эффективнее, и выгоднее выработки, например, только электроэнергии (как на ГРЭС) или только тепла (как на котельных). Поэтому в СССР в свое время и сделали ставку на повсеместное развитие теплофицикации.

Принципиальное отличие ТЭЦ от ГРЭС, при том что все это котлотурбинные и паротурбинные электростанции - разные типы турбин . На теплоэлектроцентралях ставят теплофикационные турбины марки «Т», отличие которых от конденсационных турбин типа «К» (которые работают на ГРЭС) - наличие регулируемых отборов пара. В дальнейшем он направляется, например, к подогревателям сетевой воды, откуда она идет в батареи квартир или в краны с горячей водой. Наибольшее распространение в нашей стране исторически получили турбины Т-100, так называемые «сотки» . Но работают на ТЭЦ и противодавленческие турбины типа «Р», которые производят технологический пар (у них нет конденсатора и пар, после того, как выработал электроэнергию в проточной части, идет напрямую промышленному потребителю). Бывают и турбины типа «ПТ», которые могут работать и на промышленность, и на теплофикацию.

В турбинах типа «К» процесс расширения пара в проточной части заканчивается его кондесацией (что позволяет получать на одной установке большую мощность - до 1,6 ГВт и более).

Алексей Кутырев

Начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала

«Для ТЭЦ электроэнергия, в отличие от ГРЭС - продукт побочный, такие станции в СССР и в России работают, прежде всего, для подогрева теплоносителя - и вырабатывают тепло, которое потом идет в жилые дома или на промышленные предприятия в виде пара. А сколько получается в итоге электроэнергия - не так уж и важно. Важно - выдать нужные гигакалории, чтобы потребителям, в основном - населению, было комфортно»

В отопительный сезон ТЭЦ работают по так называемому «тепловому графику» - поддерживают температуру сетевой воды в магистрали в зависимости от температуры наружного воздуха. В этом режиме ТЭЦ могут нести и базовую нагрузку по электроэнергии, демонстрируя, кстати, очень высокие коэффициенты использования установленной мощности (КИУМ). По электрическому графику ТЭЦ обычно работают в теплые месяцы года, когда отборы на теплофикацию с турбин отключаются. ГРЭС же работают исключительно по электрическому графику.

Нетрудно догадаться, что ТЭЦ в России гораздо больше ГРЭС - и все они, как правило, сильно различаются по мощности. Вариантов их работы также великое множество. Некоторые ТЭЦ, например, работают как ГРЭС - такова, к примеру, ТЭЦ-10 компании «Иркутскэнерго». Другие функционируют в тесной спайке с промышленными предприятиями - и потому не снижают свою мощность даже в летний период. Например, Казанская ТЭЦ-3 ТГК-16 снабжает паром гигант химиндустрии - «Казаньоргсинтез» (обе компании входят в Группу ТАИФ). А Ново-Кемеровская ТЭЦ СГК генерирует пар для нужд КАО «Азот». Некоторые станции обеспечивают теплом и горячей водой преимущественно население - например, все четыре ТЭЦ в Новосибирске с 1990-х практически прекратили производство технологического пара.

Случается, что теплоэлектроцентрали вообще не производят электрической энергии - хотя таких сейчас и меньшинство. Связано это с тем, что в отличие от гигакалорий, стоимость которых жестко регулируются государством, киловатты в России являются рыночным товаром. В этих условиях даже те ТЭЦ, что ранее не работали на оптовый рынок электроэнергии и мощности, постарались на него выйти. В структуре СГК, например, такой путь прошла Красноярская ТЭЦ-3 , до марта 2012 года вырабатывавшая только тепловую энергию. Но с 1 марта того года на ней ввели в строй первый угольный энергоблок в России на 208 МВт, построенный в рамках ДПМ. С тех пор эта станция вообще стала образцово-показательной в СГК по энергоэффективности и экологичности.

Крупнейшие ТЭЦ в России работают на газе и находятся под крылом «Мосэнерго». Самой мощной, вероятно, можно считать ТЭЦ-26 , расположенную в московском районе Бирюлево Западное - по крайней мере, по показателю электрической мощности 1841 МВт она опережает все другие ТЭЦ страны. Эта электростанция обеспечивает централизованное теплоснабжение промышленных предприятий, общественных и жилых зданий с населением более 2 млн человек в районах Чертаново, Ясенево, Бирюлево и Марьино. Тепловая мощность у этой ТЭЦ хоть и высока (4214 Гкал/час), но не является рекордной. У ТЭЦ-21 того же «Мосэнерго» мощность по теплу выше - 4918 Гкал/час, хотя по электроэнергии она немногим уступает «коллеге» (1,76 ГВт).

Подготовлено порталом "Кислород.ЛАЙФ"