Тепловая энергетика россии реферат

Обновлено: 05.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Одним из самых важных направлений в энергохозяйстве страны является теплоэнергетика. Именно на тепловых электростанциях вырабатывается около 70% электроэнергии нашей страны. При этом основными её видами принято считать КЭС (конденсационные электростанции) и ТЭЦ (Теплоэлектроцентрали) . Каждый из них занимал ведущее место в энергетики на том, или ином этапе её развития. Но со временем изменялся не только вид используемой станции, но и её технические показатели. В реферате представлены основные периоды развития, сырьевая база, параметры энергоблоков, тепловая экономичность и состояние современной теплоэнергетики.

Россия обладает одним из самых больших в мире запасом топливно-энергетических ресурсов. На ее территории, занимающей примерно 10% суши, имеющей 2,2% населения земли, сосредоточено свыше 35% разведанных запасов газа, 13-15%% нефти, 18% угля и 15% мировых запасов урана. Такой потенциал в сочетании с процессом развития энергомашиностроения позволяет осуществить высочайшую энерговооруженность в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в бытовом потреблении.

До конца 50-х годов доминирующим топливом в СССР оставался уголь. С открытием новых нефтяных и газовых месторождений в Сибири, его доля в структуре производства электроэнергии сокращалась при одновременном росте доли газа и мазута.

С 80-х годов идет быстрый рост доли природного газа в топливном балансе страны при одновременном снижении доли угля и особенно мазута. Этому способствовало обеспечение охраны окружающей среды, при котором приоритет отдавался газовой топливной стратегии.

Реализация этой стратегии предполагалась в максимально эффективном использовании природного газа и снижении потребления мазута в связи с его продажей за рубеж и переходом на технологии глубокой переработки.

В середине-конце 90-х годов в структуре топливоснабжения РФ, применительно к ТЭС на органическом топливе, основное место занимал газ, доля которого составляла 67-68%, уголь в пределах 30%, мазут в пределах 2-3%.

С 20-х годов XX века началось развитие ТЭС, в современном понимании энергопроизводящего объекта. В 1920 г. принимается план ГОЭЛРО, который в значительной степени был выполнен и дал базу для развития промышленности, в том числе и энергомашиностроения. Этим планом предусматривалось опережающее развитие энергетики, сооружение 30 крупных районных станций(20 ТЭС и 10 ГЭС), использование местных топлив, развитие централизованного энергоснабжения, рациональное размещение электростанций на территории страны.

Основной задачей второго периода развития энергетики (1940-1950 г.г.) было восстановление разрушенного в годы Великой Отечественной войны энергетического хозяйства, введением в эксплуатацию новых электростанций Для третьего этапа развития теплоэнергетики (1951-1970 г.) характерна концентрация энергоснабжения за счет создания объединенных энергосистем, строительство мощных тепловых электростанций.

Четвертый период (с конца 1970 г. по настоящее время) характеризуется переходом к качественно новому уровню развития топливно-энергетического комплекса.

Как можно заметить, каждый из этих периодов существенно отличается как масштабами развития теплофикации, так и особенно принимаемыми научно-техническими решениями. Далее мы постараемся подробнее рассмотреть изменение различных показателей и характеристик.

Теплоэнергетика как одно из самых важных направлений в энергохозяйстве России. Основные виды тепловых электростанций. Важнейшие периоды развития, сырьевая база, параметры энергоблоков, тепловая экономичность и состояние современной теплоэнергетики.

Рубрика Физика и энергетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 23.12.2010
Размер файла 100,1 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТЭС

"История развития отечественной теплоэнергетики"

Факультет: ФЭН

Группа: АТЭ-71

Студенты: Акимутина О.С.

Руководитель: Щинников П.А.

Новосибирск 2010

1. Сырьевая база и структура топливоснабжения

2. Основные периоды развития теплоэнергетики

3. Оценка изменений мощности и параметров энергоблоков

4. Оценка изменения тепловой экономичности

5. Оценка возрастного состава оборудования ТЭС и ТЭЦ, Состояние современной теплоэнергетики

Одним из самых важных направлений в энергохозяйстве страны является теплоэнергетика. Именно на тепловых электростанциях вырабатывается около 70% электроэнергии нашей страны. При этом основными её видами принято считать КЭС (конденсационные электростанции) и ТЭЦ (Теплоэлектроцентрали) . Каждый из них занимал ведущее место в энергетики на том, или ином этапе её развития. Но со временем изменялся не только вид используемой станции, но и её технические показатели. В реферате представлены основные периоды развития, сырьевая база, параметры энергоблоков, тепловая экономичность и состояние современной теплоэнергетики.

1. Сырьевая база и структура топливоснабжения

Россия обладает одним из самых больших в мире запасом топливно-энергетических ресурсов. На ее территории, занимающей примерно 10% суши, имеющей 2,2% населения земли, сосредоточено свыше 35% разведанных запасов газа, 13-15%% нефти, 18% угля и 15% мировых запасов урана. Такой потенциал в сочетании с процессом развития энергомашиностроения позволяет осуществить высочайшую энерговооруженность в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в бытовом потреблении.

До конца 50-х годов доминирующим топливом в СССР оставался уголь. С открытием новых нефтяных и газовых месторождений в Сибири, его доля в структуре производства электроэнергии сокращалась при одновременном росте доли газа и мазута.

С 80-х годов идет быстрый рост доли природного газа в топливном балансе страны при одновременном снижении доли угля и особенно мазута.

Этому способствовало обеспечение охраны окружающей среды, при котором приоритет отдавался газовой топливной стратегии.

Реализация этой стратегии предполагалась в максимально эффективном использовании природного газа и снижении потребления мазута в связи с его продажей за рубеж и переходом на технологии глубокой переработки.

В середине-конце 90-х годов в структуре топливоснабжения РФ, применительно к ТЭС на органическом топливе, основное место занимал газ, доля которого составляла 67-68%, уголь в пределах 30%, мазут в пределах 2-3%.

2. Основные периоды развития теплоэнергетики

С 20-х годов XX века началось развитие ТЭС, в современном понимании энергопроизводящего объекта. В 1920 г. принимается план ГОЭЛРО, который в значительной степени был выполнен и дал базу для развития промышленности, в том числе и энергомашиностроения. Этим планом предусматривалось опережающее развитие энергетики, сооружение 30 крупных районных станций(20 ТЭС и 10 ГЭС), использование местных топлив, развитие централизованного энергоснабжения, рациональное размещение электростанций на территории страны.

Основной задачей второго периода развития энергетики (1940-1950 г.г.) было восстановление разрушенного в годы Великой Отечественной войны энергетического хозяйства, введением в эксплуатацию новых электростанций

Для третьего этапа развития теплоэнергетики (1951-1970 г.) характерна концентрация энергоснабжения за счет создания объединенных энергосистем, строительство мощных тепловых электростанций.

Четвертый период (с конца 1970 г. по настоящее время) характеризуется переходом к качественно новому уровню развития топливно-энергетического комплекса.

Как можно заметить, каждый из этих периодов существенно отличается как масштабами развития теплофикации, так и особенно принимаемыми научно-техническими решениями. Далее мы постараемся подробнее рассмотреть изменение различных показателей и характеристик.

3.Оценка изменений мощности и параметров энергоблоков

В 50-70-е годы идет бурный рост энергетики на органическом топливе:

- пускаются первые блоки мощностью 150 и 200 МВт на параметры Р?=13,0

МПа и Т?= 565/565°С,

- позднее осваиваются блоки 300, 500, 800, 1200 МВт на параметры Р? = 24

МПа и Т?= 545/545°С.

В 1973 г. доля СССР по выработке электроэнергии на ТЭС составляла 16,5% от мировой ,а в 1979 г. ЛМЗ изготавливает крупнейший в мире одновальный турбоагрегат на сверхкритические параметры мощностью 1200 МВт для Костромской ГРЭС.

С 1965 по 1985 гг. ежегодный ввод мощностей на электростанциях СССР составлял 10-12 тыс. МВт. В последующие годы началось снижение объемов ввода электромощностей.

В России на конец 1995 г. действовало 55 электростанций мощностью1000 МВт и более, и 24 мощностью 2000 МВт и более, в том числе и тридцать шесть ТЭС.

Мощность крупнейшей тепловой электростанции России - Сургутской ГРЭС-2 составляет 4800 МВт. Крупнейшие ГЭС в Poccии: Саяно-Шушенская - 6720 МВт, Красноярская - 6000МВт, Братская 4500 МВт.

На тепловых электростанциях отрасли ( РАО ЕЭС) широко используются крупные энергоблоки мощностью 150-800 МВт. Общее количество таких энергоблоков в конце 1995 г. составляло 250 с суммарной мощностью более 66000 МВт.

Значительную долю тепловых электростанций составляет ТЭЦ. Доля мощности теплофикационных турбин в конце 1995 г. была порядка 50% общей мощности тепловых электростанций. Производство тепловой энергии в 1995 г. на электростанциях отрасли составило 615,8 млн. Гкал и уменьшилось по сравнению с 1992 г на 22%.

В таблицах 1.1 и 1.2 приведены основные показатели по количеству и структуре ТЭС[2]

Структура установленной мощности отраслевых ТЭС по параметрам пара, млн. кВт / %

Теплоэнергетика, отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием теплоты в другие виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Для генерирования механической энергии за счёт теплоты служат теплосиловые установки; полученная в этих установках механическая энергия используется для привода рабочих машин (металлообрабатывающих станков, автомобилей, конвейеров и т. д.) или электромеханических генераторов, с помощью которых вырабатывается электроэнергия.

Содержание работы

1 Введение 3
2 Тепловая энергетика 3
3 Теплоэнергетика или Как работает ТЭС? 4
4 Проблемы теплоэнергетики в России 5
5 Основные понятия взаимодействия теплоэнергетики и окружающей среды 9
6 Примесные выбросы теплоэнергетических объектов и их распространение 11
Список литературы 15

Файлы: 1 файл

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА.docx

2 Тепловая энергетика 3

3 Теплоэнергетика или Как работает ТЭС? 4

4 Проблемы теплоэнергетики в России 5

5 Основные понятия взаимодействия теплоэнергетики и окружающей среды 9

6 Примесные выбросы теплоэнергетических объектов и их распространение 11

Список литературы 15

1 Введение

Теплоэнергетика, отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием теплоты в другие виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Для генерирования механической энергии за счёт теплоты служат теплосиловые установки; полученная в этих установках механическая энергия используется для привода рабочих машин (металлообрабатывающих станков, автомобилей, конвейеров и т. д.) или электромеханических генераторов, с помощью которых вырабатывается электроэнергия. Установки, в которых преобразование теплоты в электроэнергию осуществляется без электромеханических генераторов, называются установками прямого преобразования энергии. К ним относят магнитогидродинамические генераторы, термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи энергии.

2 Тепловая энергетика

В тепловой энергетике производство электрической энергии производится на тепловых электростанциях, использующих последовательное преобразоване естественной энергии органического топлива в тепло- и электро- энергию. ТЭС делятся на:

Теплоэнергетика в мире занимает ведущую роль среди остальных видов. Из нефти производится 39 % всей электроэнергии в мире, на основе угля — 27 %, на основе газа — 24 %.

В Польше и ЮАР энергетика по большей части основана на сгорании угля, а в Голландии — на основе газа. Большая доля теплоэнергетики в таких странах как Китай, Австралия и Мексика.
Основополагающим оборудованием ТЭС являются такие составляющие как котел, турбина и генератор. При сжигании топлива в котле выделяется теплоэнергия, которая преобразуется в водяной пар. Энергия водяного пара в свою очередь поступает в турбину, которая вращаясь, превращается в механическую энергию. Генератор же эту энергию вращения преобразует в электрическую. Теплоэнергия при этом может также использоваться для нужд потребителя.
Теплоэлектростанции имеют как свои плюсы, так и минусы.
Положительные факторы:
- относительно свободное месторасположение, связанное с месторасположением ресурсов топлива;
- способность производить электроэнергию не зависимо от сезонных колебаний.
Отрицательные факторы:
- ТЭС обладает низким КПД, если точнее, то всего около 32% энергии природных ресурсов преобразуется в электрическую;
-топливные ресурсы - ограничены.
- негативное влияние на окружающую среду.

3 Теплоэнергетика или Как работает ТЭС?

Теплоэнергетика, по справедливости, является основным ускорителем темпов развития мировой экономики.
Теплоэнергетика - отрасль тепловой техники, которая занимается превращением теплоты в другие виды энергии (как правило в механическую и электрическую).
На данный момент одними из самых распространенных источников электрической энергии являются тепловые электростанции (ТЭС), в основе которых прослеживается такая цепочка превращения энергии:
ТЕПЛО --> МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ --> ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
Топливо (уголь, природный газ и мазут) и окислитель (подогретый воздух) постоянно подаются в топку парового котла.
При сжигании топлива выделяется тепло, за счет которого вода в паровом котле преобразуется в пар с температурой около 550 градусов по Цельсию и высоким давлением.
Затем пар направляется в паровую турбину, где происходит превращение тепловой энергии пара в механическую энергию вращения ротора турбогенератора.
Вал турбины и вал электрогенератора соединены между собой. Пар, вращая ротор паровой турбины, который находится на одной оси с ротором электрического генератора, вращает и ротор электрогенератора.
Пар, передавая энергию турбине, затем остывает и с низким давлением направляется в конденсатор. Там пар превращается в воду (при этом используется охлаждающая вода, прокачивающаяся по расположенным внутри конденсатора трубкам), которая снова спецнасосом направляется в паровой котел. Затем эта последовательность преобразования энергии повторяется снова.
Стоит отметить, что объем охлаждающей воды должен во много раз превышать объем конденсируемого пара. Поэтому ТЭС, как правило, сооружают вблизи крупных водоемов.

4 Проблемы теплоэнергетики в России

В настоящее время топливно-энергетический комплекс России переживает очень сложное состояние, связанное с мировым кризисом, низкими инвестициями в энергетику, старением энергетического оборудования и общим падением промышленного производства.

Тепловые электростанции (ТЭС), призванные решать проблемы тепла и электроснабжения, были построены в середине прошлого века и давно выработали свой ресурс.

Статистика: 76% всех ТЭС имеют возраст более 30 лет, 90% всех действующих турбин имеют возраст более 15 – 20 лет.

Высокая доля изношенного оборудования ведет к снижению показателей эффективности отечественной энергетики, которые уступают зарубежным мировым аналогам. Энергоемкость отечественного производства в 2-3 раза превышает удельную энергоемкость экономик развитых стран, при этом удельный расход топлива на выработку 1 квт*ч в нашей стране не оправданно велик, и требует снижения до приемлемых величин – с 360 до 280 грамм условного топлива. Перечисленные недостатки приводят к энергодефициту, который является естественным ограничителем экономического роста страны.

Что касается структуры произведенной электрической энергии на сегодняшний день в РФ , то на тепловых станциях вырабатывается 60% всей электроэнергии и 32% всей тепловой энергии, причем выработка электроэнергии в комбинированном режиме (вместе с теплом) составляет всего лишь треть, остальная электроэнергия на ТЭС вырабатывается в конденсационном режиме, т.е. с кпд всего лишь 25-37%.

В сегодняшней теплоэнергетике положение усугубляется еще и тем, что сокращение объемов промышленного производства в промышленных регионах не сопровождалось адекватным снижением объемов потребления электрической энергии. При наличии большого резерва электрической мощности на ТЭС, но из-за снижения потребности у потребителя в производимом рабочем паре, противодавленческие турбоагрегаты простаивали, а турбины типа ПТ (с промышленным отбором тепла) были не загружены. В период развала СССР была утрачена единая плановая система эксплуатации и обслуживания централизованных систем энерго и тепло снабжения. Не было средств для своевременного ремонта и замены генерирующих мощностей, по этим причинам ориентация на централизованное тепло-электроснабжение от крупных источников становится проблематичной. Традиционные централизованные теплофикационные системы не обеспечивают расчетной экономии топлива и общей эффективности по двум причинам:

а) кпд котельных практически доведен до кпд энергетических котлов,

б) имеются огромные потери (до 30%) при транспортировке тепла к потребителю. 82% магистральных тепловых сетей требуют кап. ремонта или замены, где на каждые 100 км ежегодно регистрируется до 70 повреждений, с ежегодной, до 250 млн.тн. утечкой теплофикационной воды.

В этих условиях наметилась тенденция на строительство децентрализованных комбинированных источников электроснабжения и теплоснабжения, с более короткими сроками ввода в эксплуатацию и меньшими капитальными затратами в сравнении с традиционными электростанциями. Для решения проблем электроэнергетики и ресурсного роста экономики необходимо повсеместно, массово вводить новые генерирующие мощности, используя при этом только эффективные технологии на основе инноваций. Требуется заменять паросиловую генерацию на парогазовую, внедрять газотурбинные и газопоршневые установки (в зависимости от стоящих задач, условий и требуемых мощностей), необходимо применять высоко эффективные установки с когенерацией и тригенерацией на базе газотурбинных электростанций, имеющих большую температуру тепла выхлопа, которая используется в ТЭС с использованием когенерации и тригенерации, что в свою очередь позволяет достичь высокого КПД сжигаемого топлива до – 86% и более.

5 Основные понятия взаимодействия теплоэнергетики и окружающей среды

Теплоэнергетика является одной из основных составляющих энергетики и включает в себя процесс производства тепловой энергии, транспортировки, рассматривает основные условия производства энергии и побочные влияния отрасли на окружающую среду, организм человека и животных.

Процесс производства тепловой энергии осуществляется на тепловых электрических станциях. Существует несколько видов тепловых электростанций:

  1. Котлотурбинные электростанции:
  • конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС - государственная районная электростанция) – это тепловые паротурбинные электростанции, назначение которых — производство электрической энергии с использованием конденсационных турбин; на КЭС применяется органическое топливо: твердое топливо, преимущественно уголь разных сортов в пылевидном состоянии, газ, мазут и т. п.
  • теплоэлектроцентрали (теплофикационные электростанции, ТЭЦ; главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами.)
  1. Газотурбинные электростанции;
  • Электростанции на базе парогазовых установок;
  • Электростанции на основе поршневых двигателей:
  • с воспламенением от сжатия (дизель);
  • с воспламенением от искры;
  • Комбинированного цикла.

Основными являются ТЭС и ТЭЦ. Эти два вида предприятий на данный момент являются основными поставщиками тепловой, а также электрической энергии, поскольку эти виды энергоресурсов очень тесно связаны. В настоящее время широкое применение находит способ поместная система снабжения тепловой энергией, которая применяется как на крупных промышленных предприятиях, так и для отопления жилых площадей.

В соответствии с установившейся терминологией, теплоэнергетика включает в себя получение, переработку, преобразование, переработку, хранение и использование энергоресурсов и энергоносителей всех типов.

Согласно определению, теплоэнергетика обладает развитыми внешними и внутренними связями и её развитие неотделимо от всех направлений жизнедеятельности человека, связанных с использованием энергии (в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте и в быту).

Развитие теплоэнергетики характеризуется ускорением темпов роста, изменением всех количественных показателей и структуры топливно-энергетического баланса, глобальным охватом всех видов ресурсов органического топлива, вовлечением в сферу использованием ядерного горючего.

В общем случае различаются 4 основные стадии трансформации первичных тепловых ресурсов (от их природного состояния, находящегося в динамическом равновесии с окружающей средой, до конечного использования).

1. Извлечение, добыча или прямое использование первичных природных ресурсов тепловой энергии.

2. Переработка (облагораживание) первичных ресурсов до состояния, пригодного для преобразования или использования.

3. Преобразование связанной энергии переработанных ресурсов в тепловую энергию на тепловых станциях (ТЭС), централях (ТЭЦ), на котельных.

4. Использование энергии.

Несмотря на единство всех этих стадий, каждая из них основана на различных физических, физико-химических и технологических процессах, различающихся по масштабам, времени функционирования и другим признакам.

Тепловая энергетика

Теплоэнергетика – это отрасль промышленности, которая занимается преобразованием теплоты в другие виды энергии. Она объединяет электростанции, работающие на ископаемом топливе. Уголь, нефть, природный газ являются наиболее часто используемыми источниками энергии в мире. Например, в РФ 358 тепловых станций вырабатывают более 60% всей генерируемой электроэнергии. Они по-прежнему имеют преимущество по сравнению с электростанциями, работающими от возобновляемых источников.

Ископаемое топливо: характеристика, проблематика

Природные запасы ископаемого топлива – это модифицированные продукты распада животных и растений, погибших миллионы лет назад. Когда они сжигаются на специализированных предприятиях, выделяется тепловая энергия, которая применяется для производства электрической.

Теплоэнергетика России

Сегодня переход на чистые возобновляемые источники энергии является политической задачей всего мира. Это обусловлено тем, что ископаемое топливо будет исчерпано в течение последующих 200 лет, а мировые поставки сырой нефти и природного газа, по оценкам специалистов, иссякнут в течение 100 лет.

Но есть и преимущества ископаемого топлива:

  • Высокая эффективность. Оно может быть добыто относительно дешевым способом, а транспортировка его сравнительно быстра и удобна.
  • Технологии, необходимые для генерирования электроэнергии, давно отработаны, оборудование является надёжным, его легче приобрести и эксплуатировать, чем, например, устройства для солнечных или ветровых электростанций.

Помимо того, что запасы ископаемого топлива постепенно истощаются, главным недостатком процесса извлечения энергии этим способом является негативное воздействие на окружающую среду. Горение сопровождается образованием тяжелых твердых частиц и высоким выбросом углекислого газа.

Каменный уголь более качественный, но многие электростанции используют бурый, который добывать намного дешевле. Количество получаемой энергии в расчете на 1 кг веса бурого угля по сравнению с каменным примерно в 3 раза ниже (первого – 3 кВт⋅ч на кг, второго – 9 кВт⋅ч на кг). Поэтому на электростанциях, работающих на буром угле, необходимо сжигать тройную массу на единицу энергии.

Для уменьшения ущерба, наносимого окружающей среде, ТЭС имеют высотные дымоходы, которые рассеивают эти частицы и локально уменьшают их вредное влияние. Кроме того, на электростанциях устанавливаются дымоходные фильтры.

Как функционируют тепловые электростанции

Принцип действия тепловых электростанций практически одинаков и не зависит от вида ископаемого топлива. Отличается только предварительная обработка и конструкция горелок и печей.

Поступающее топливо сжигается, а вода в котлах нагревается до кипения. Образующийся пар приводит в движение турбину, которая связана с ротором генератора и вызывает его вращение. Напряжение генерируемого переменного тока повышается трансформаторами, а затем транспортируется по линиям электропередачи и через сеть понижающих подстанций поступает к потребителям.

Большая тепловая электростанция состоит из одного или нескольких блоков, которые могут работать в значительной степени независимо друг от друга. Каждый имеет свое оборудование – паровые турбины и электрогенераторы.

КПД тепловых электростанций

Эффективность тепловых электростанций ограничена. Наибольший КПД – 60%. Он достигается на парогазовых электростанциях, а на современных угольных – ниже 50%, на старых – всего 40%. Указанные показатели эффективности применимы к работе при полной нагрузке. При частичной КПД может значительно снизиться.

Практически все крупные электростанции, за исключением ГЭС, являются тепловыми, во многих странах они производят большую часть электроэнергии. Из-за их ограниченной эффективности образуется значительное количество отработанного тепла, использование которого на месте возможно только в малом объеме. Поэтому оно выбрасывается в атмосферу через градирни, иногда через охлаждающую воду в реки.

Существуют ТЭС только для выработки электроэнергии и ТЭЦ – теплоэлектроцентраль. Последние предназначены также для использования вырабатываемого тепла посредством его транспортировки в отопительные системы и трубопроводы горячего водоснабжения. КПД ТЭЦ намного выше, он может превышать 70%.

История тепловой энергетики и перспективы развития

Первую теплоэлектростанцию построил немецкий инженер Зигмунд Шуккерт в Баварии в 1878 году. С ее помощью освещался грот в саду замка Линдерхоф. В 1882 году были введены в эксплуатацию электростанция в Лондоне, которая использовалась для электрического освещения, и в Нью-Йорке (500 кВт). На них применялись поршневые паровые двигатели.

Изобретение паровой турбины позволило строить более крупные и эффективные установки, и с 1905 года тепловые электростанции стали возводиться только с турбинами.

В России первая тепловая электростанция общего пользования мощностью 35 кВт была построена в 1883 году в Санкт-Петербурге. Она предназначалась для подачи электроэнергии на освещение Невского проспекта. Московская ГЭС-1 (городская электростанция) появилась в 1897 году. Ее мощность составляла 3,7 мВт.

Структура тепловых электростанций в России на сегодняшний день:

  • с паровыми турбинами – 79% от общей мощности;
  • с парогазовыми агрегатами – 15,5%;
  • с газотурбинными агрегатами – 4,8%;
  • с дизельными и газопоршневыми установками – 0,7%.

Переход к выработке электроэнергии от возобновляемых источников не так прост, хотя это желаемое направление развития электроэнергетики для человечества. В ближайшее время отказаться от тепловой энергетики будет невозможно, и она сохранит свою доминирующую роль.

Главным направлением развития этой отрасли является разработка прогрессивных технологий, которые позволят снизить количество вредных выбросов в атмосферу, а также повысить эффективность работы теплоэлектростанций.

Крупнейшие тепловые электростанции

Самыми крупными являются гидроэлектростанции, но тепловые также обладают внушительной мощностью.

Крупнейшими в мире считаются:

  • Теплоэлектростанция в Шоаибе (Саудовская Аравия). В качестве топлива используют мазут или сырую нефть. Ее мощность – 5600 мВт. Расположена на побережье Красного моря. Пресная вода, необходимая для работы электростанции, поставляется установками по опреснению морской, которые в свою очередь снабжаются электроэнергией от станции.
  • Сургутская ГРЭС-2. Самая мощная газовая электростанция в мире.
  • Тайчжунская ТЭС (Тайвань). Может претендовать на 2 рекорда: с установленной мощностью 5500 мВт – это крупнейшая угольная электростанция в мире, в то же время ни одна другая ТЭС не производит больше углекислого газа – ежегодные его выбросы соответствуют годовым выбросам СО2 Швейцарии.

Крупнейшие тепловые электростанции России

Сургутская ГРЭС-2

Расположена в городе Сургуте в Тюменской области. Одна из самых эффективных российских ТЭС с условным расходом топлива – от 225 до 306 г/кВт⋅ч. Ее коэффициент использования установленной мощности несколько лет подряд превышал 80%. Тепловая производительность – 840 Гкал/ч.

Рефтинская ГРЭС

Рефтинская ГРЭС

Покрывает 40% энергопотребления Свердловской области. Основные потребители – промышленные предприятия Свердловской, Челябинской и Тюменской областей, Пермского края. Возведение первой очереди Рефтинской ГРЭС продолжалось с 1963 по 1975 год, второй этап строительных работ закончен в 1980 году. Одна из дымовых труб станции входит в число высочайших в мире (330 м).

Костромская ГРЭС

Костромская ГРЭС снабжает электроэнергией области Центральной части РФ, а также осуществляет экспортные поставки. Она вырабатывает 3% всей российской электрической энергии.

Пермская ГРЭС

Потребители электроэнергии – расположенные в данном регионе нефтедобывающие, нефтеперерабатывающие, нефтехимические предприятия, а также промышленные компании Верхнекамского узла (металлургические, лесоперерабатывающие, извлекающие полезные ископаемые).

Сургутская ГРЭС-1

Сургутская ГРЭС-1

Станция введена в эксплуатацию в 1972 году, когда был запущен первый энергоблок. В дальнейшем (вплоть до 1983 года) ежегодно вводили в эксплуатацию по дополнительному блоку. Среднегодовая выработка электроэнергии – около 20 млн кВт⋅ч. Потребителями являются нефтегазодобывающие предприятия Тюменской области.

Рязанская ГРЭС

Первоначально станция строилась для работы на буром угле Подмосковного угольного бассейна. В 1984 году 5-й и 6-й блоки перевели на газ, а в 2008 г. рядом расположенная ГРЭС-24, работающая на газе, вошла в состав электростанции и получила название 7-го энергоблока. Максимальная годовая выработка электроэнергии достигала 9517 млн кВт⋅ч.

Киришская ГРЭС

Конаковская ГРЭС

Ириклинская ГРЭС

Ставропольская ГРЭС

На станции работает 8 энергоблоков по 300 мВт. Общая мощность – 2 423 мВт. Максимальный показатель годовой выработки электроэнергии – 11 379 кВт⋅ч. Основное топливо – природный газ, резервным и аварийным служит мазут. Из-за низкой рентабельности Ставропольскую ГРЭС планировали закрыть, но системный оператор не дал на это согласия по причине повышенного спроса на электроэнергию в энергосистеме.

Читайте также: