ТЕПЛОВАЯ ПАРОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
(ТПЭС),
тепловая электростанция, на к-рой для привода электрич. генератора
используется паровая турбина (ПТ). Осн. назначение ТПЭС,
как и любой электростанции,-производство электрич. энергии. Крупные
ТПЭС (рис. 1), отпускающие потребителям только электрич. энергию,
в СССР наз. ГРЭС (Гос. районными электрич. станциями).
Такие
ТПЭС оборудуют ПТ с глубоким расширением и конденсацией пара в конденсаторах,
охлаждаемых циркуляционной водой (см. Конденсационная электростанция).
ТПЭС, отпускающие потребителям, помимо электрич. энергии, также и тепловую,
получаемую от отработавшего в турбине паоа, наз. теплоэлектроцентралями
(ТЭЦ).
Пеовые ТПЭС появились в нач. 20 в., когда паровые машины и дизели,
использовавшиеся для привода электрич. генераторов на электростанциях,
стали вытесняться ПТ, обладающими высокой равномерностью хода и обеспечивающими
выработку тока постоянной частоты. Прогресс в турбостроении привёл к тому,
что мощность ПТ на ТПЭС, характеризуемая электрич. мощностью соединённого
с турбиной генератора, возросла от нескольких Мет (на первых ТПЭС)
до сотен Мет; разработаны и действуют ПТ мощностью св. 1 Гвт.
Обычно ПТ соединяют с генератором
непосредственно, без промежуточной передачи, образуя паровой турбоагрегат,
отличающийся компактностью, надёжностью и высоким кпд. Турбоагрегат можно
практически полностью автоматизировать и в результате осуществлять управление
им с центр, пульта управления.
Необходимый для ПТ пар вырабатывается
в парогенераторе (см. Котлоагрегат). Использование пара с высокими
параметрами (давлением и темп-рой) увеличивает удельную работу пара, уменьшает
расход пара, тепла и топлива, т. е. увеличивает кпд ТПЭС. Поэтому в СССР
на крупных ТПЭС к ПТ подводят пар под давлением 13-14 и 24-25 Мн/м2(за
рубежом, кроме того, 16 Мн/м2) и при темп-ре ок. 540-560
°С. Производительность парогенераторов на ГРЭС достигает 1600-4600
т/ч
(при мощности турбоагрегата 500-1380 Мет), на ТЭЦ - 500-1000
т/ч
(при мощности турбоагрегата 100-250 Мет). Совр. ТПЭС работают
по термодинамич. циклу, основой к-рого служит цикл Ренкина водяного пара.
Необходимое давление пара обеспечивается подачей в парогенератор соответствующего
количества подлежащей превращению в пар воды (посредством питательного
насоса). Нужная темп-pa пара достигается его перегревом в пароперегревателе
парогенератора; вместе с тем производится промежуточный перегрев пара:
пар из промежуточной ступени турбины отводят в котельную для повторного
перегрева, а затем направляют в след, ступень турбины. Турбоагрегат и снабжающий
его паром парогенератор с их вспомогат. оборудованием и трубопроводами
паоа и воды образуют энергоблок ТПЭС.
Рис. 1. Общий вид тепловой паротурбинной
электростанции (Конаковская ГРЭС).
В качестве питательной воды для парогенераторов
используют конденсат отработавшего в турбине пара, подогреваемый паром
регенеративных отборов турбины. Число ступеней регенеративного подогрева
воды достигает 7-9 (по числу регенеративных отборов). Часто одна из ступеней
подогрева служит для деаэрации (см. Деаэратор) - удаления растворённых
в воде газов (кислорода и др.).
Питательные и конденсатные насосы,
регенеративные подогреватели, деаэраторы относятся к вспомогат. оборудованию
турбинной установки. Вспомогат. оборудование парогенераторной установки,
работающей на твёрдом топливе, составляют пылеприготовит. оборудование
и золоуловители, дутьевые вентиляторы, подающие воздух в топочную камеру
парогенератора, и дымососы, отсасывающие продукты сгорания топлива (дымовые
газы удаляются в атмосферу через дымовые трубы высотой 150-360 м).
В
парогенераторах на газомазутном топливе, работающих с избыточным давлением
в топочной камере и в газоходах, вместо дутьевых вентиляторов используют
воздуходувки с повышенным напором; дымососы при этом не требуются. Общие
вспомогат. производственные установки и сооружения ТПЭС - установки и сооружения
технич. водоснабжения, топливного и зольного х-ва. Осн. назначение
технич. водоснабжения - обеспечение турбоагрегатов водой, необходимой для
охлаждения отработавшего пара (на конденсационных электростанциях расход
воды составляет св. 30 м3/сек в расчёте на турбину мощностью
ок. 1 Гвгп). Источником водоснабжения могут быть река, озеро, море.
Большей частью применяют оборотное водоснабжение, с сооружением
охлаждающих
прудов (на конденсационных электростанциях) или
градирен
(преим. на ТЭЦ), реже - прямоточное водоснабжение, с однократным пропусканием
охлаждающей воды через конденсаторы турбин. Топливное х-во ТПЭС, использующей
твёрдое топливо (преим. уголь), включает разгрузочные устройства, систему
ленточных конвейеров, подающих топливо в бункеры парогенераторов, топливный
склад с необходимыми механизмами и трансп. устройствами, дробильное оборудование.
Шлак (в твёрдом или жидком виде) из топочных камер удаляют водой по смывным
каналам; затем шлако-водяную смесь центробежными насосами перекачивают
в золоотвалы. Летучую золу, уловленную в золоуловителях, удаляют с помощью
воды или воздуха. При использовании в качестве топлива мазута в топливное
х-во входят мазутные баки, насосы, подогреватели, трубопроводы.
Гл. корпус ТПЭС (в к-ром размещены
энергоблоки), вспомогат. производств. установки и сооружения, электрич.
распределительные устройства, лаборатории, мастерские, склады и пр. размещают
на производственно и территории ТПЭС (пл. 30-70 га). Территорию
для конденсационной электростанции выбирают вне городов, возможно ближе
к источнику водоснабжения и топливной базе. ТЭЦ располагают вблизи потребителей
тепла.
Как и всякая электростанция, ТПЭС
должна иметь высокую надёжность, обладать свойством манёвренности и быть
экономичной. Надёжность оборудования ТПЭС должна быть достаточной для того,
чтобы в каждый момент времени ТПЭС могла развивать мощность, равную мощности
электрич. нагрузки (изменяющейся во времени), и обеспечивать необходимое
качество электроэнергии в энергосистеме. Надёжность оборудования
и энергоблоков ТПЭС,зависящую, в частности, от обеспечения требуемого водного
режима, чистоты пара, конденсата и воды в пароводяном тракте электростанции,
оценивают готовности коэффициентом, т. е. относит, продолжительностью
нахождения агрегата или энергоблока в работе и в состоянии готовности к
работе (в резерве). Величина коэфф. готовности энергоблока определяется
соответств. показателями турбоагрегата и парогенератора и находится в пределах
0,85-0,90. Манёвренность обеспечивает быстрое изменение мощности электростанции
в соответствии с изменением мощности нагрузки. Экономичность электростанции
характеризуется величиной расчётных удельных затрат на производство 1 кет
-ч электроэнергии. Расчётные удельные затраты определяются единовременными
(за годы стр-ва станции) капиталовложениями, а также ежегодными
издержками производства с момента ввода оборудования в эксплуатацию (затратами
на топливо, выплатой заработной платы персоналу, амортизационными отчислениями)
и
на ТПЭС в СССР составляют ок. 1 копейки на кет -ч. Важными экономич.
показателями являются также: удельная величина капиталовложений (стоимость
1 кет установленной мощности зависит от типа ТПЭС и др. факторов
и составляет 100-200 рублей); удельная численность персонала (штатный
коэфф. равен 0,5-1,0 человек на Мет); удельный расход условного
топлива (340 г/квт-ч). Одно из существенных требований к ТПЭС -выработка
электрической и тепловой энергии с сохранением чистоты окружающей среды
(воздушного
и водного бассейнов).
Рис. 2. Щит управления энергоблоками
тепловой паротурбинной электростанции.
Совр. ТПЭС - высокоавтоматизированное
предприятие, на к-ром осуществляется автоматич. регулирование всех осн.
процессов не только в режиме нормальной эксплуатации оборудования, но и
в режиме пуска энергоблоков (рис. 2). Автоматизированные системы управления
(АСУ) крупных ТПЭС включают ЭВМ. В СССР вычислит, технику и логич.
устройства
применяют на энергоблоках мощностью 200-300 Мет и выше.
Лит.: Жилин В. Г.,
Проектирование тепловых электростанций большой мощности, М., 1964;
Купцов И. П., Иоффе Ю. Р., Проектирование и строительство тепловых электростанций,
М., 1972; Рыжкин В. Я.,< Тепловые электрические станции, М., 1976
(в печати). В. Я. Рыжкин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я