ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) — станция, которая одновременно используется для выработки электрической и тепловой энергии. Проще говоря, это энергетический комплекс «два в одном»: он обеспечивает город или несколько его районов и светом, и горячей водой с отоплением. В России ТЭЦ — основа энергетики: на таких станциях вырабатывают больше всего электричества и тепла.© East News/ Kokoshkin KonstantinОглавление
- Схема работы ТЭЦ
- Виды ТЭЦ
- Преимущества ТЭЦ
- История развития ТЭЦ
- Роль ТЭЦ
- Интересные факты
Эксперт статьи:
директор Новосибирской ТЭЦ-3 «Сибирской генерирующей компании»
ТЭЦ в городах обычно видно издалека: на её территории возвышаются красно-белые трубы высотой до 120 метров. Оттуда нередко валит густой дым.
Также на территории ТЭЦ можно увидеть несколько больших круглых башен, широких у основания и более узких кверху, — это градирни. Их используют в цикле охлаждения отработанного горячего пара.
Схема работы ТЭЦ
Типичная ТЭЦ, работающая на угле, обычно имеет:
- котлы,
- турбоагрегаты (паровые турбины),
- турбогенераторы,
- градирни,
- теплообменники (бойлерные установки),
- трансформаторы.
Если коротко, принцип работы тепловых электростанций заключается в следующем: вода, нагреваясь в котлах — гигантских печах высотой с многоэтажку, — превращается в пар. Этот пар под большим давлением поступает по трубам в турбоагрегат.
Первая теплоэлектростанция, США, 1885 год
© wikipedia.org“
Давление пара заставляет вал турбины вращаться, а он, в свою очередь, вращает ротор генератора.
В статоре генератора создаётся электрическое напряжение. Он включается в сеть через трансформатор, а затем возникающий ток по высоковольтным линиям отпускается в энергосистему и распределяется по потребителям. Так ток доходит до розеток в квартирах.
Часть пара из турбины охлаждается водой из градирни и превращается в жидкость, которая поступает обратно в котёл. Другая часть пара, пройдя турбину, ещё горячей направляется в бойлерные установки на нагрев воды, которая по магистрали подаётся в систему теплоснабжения — в тепловые пункты, где происходит теплообмен с водой, поступающей из домов.
Виды ТЭЦ
Чаще всего для ТЭЦ используют уголь, реже — природный газ и мазут. Также теплоэнергоцентрали могут работать на ядерном топливе.
Мазут и газ меньше загрязняют атмосферу твёрдыми выбросами. А ядерное топливо рассматривают как источник энергии для ТЭЦ в условиях Крайнего Севера, куда завозить уголь и газ дорого.
Таким образом, в зависимости от вида топлива ТЭЦ делятся:
- на угольные или паротурбинные (распространены в Сибири, на Дальнем Востоке и Урале);
- газотурбинные (распространены в Центре и Крыму, на Юге, Средней Волге, Северо-Западе, Урале);
- мазутные (Мурманская ТЭЦ, Байконурская ТЭЦ);
- ядерные (атомные).
Поскольку ТЭЦ часто строятся, расширяются и реконструируются — в основном из-за устаревания оборудования и роста нагрузки от потребителей, — на многих станциях имеются установки разных типов.
Грозненская ТЭС — тепловая электростанция газотурбинного типа
© wikipedia.org/ Revoname
То есть на многих ТЭЦ можно использовать несколько видов топлива. Например, Дягилевская ТЭЦ в Рязани работает на газе, а мазут является для неё резервным источником.
В России также есть ТЭЦ, которые топятся и углём, и газом, и мазутом — например, Рязанская ГРЭС (входит в десятку мощнейших), Смоленская ГРЭС, Хабаровская ТЭЦ-3 и многие другие.
Что такое ГРЭС
ГРЭС расшифровывается как «государственная районная электрическая станция». Это название перекочевало из СССР. Главная особенность ГРЭС — они построены у водоёмов, а львиная часть их топлива идёт на производство электричества. Но в отличие от ГЭС, у ГРЭС нет плотин.
В России есть ГРЭС, работающие как ТЭЦ, и ТЭЦ, по сути, являющиеся ГРЭС. Так что по одной аббревиатуре в названии судить о принципе работы станции нельзя.
Газовые ТЭЦ дешевле строить и проще обслуживать. Таким станциям не нужны градирни и котлы высокого давления, как на угольных. Но при этом в случае проблем с газом такая ТЭЦ не сможет использовать тяжёлое и твёрдое топливо. Также она производит меньше электроэнергии, чем угольные, и очень шумная в работе.
“
Атомные ТЭЦ — это вопрос будущего.
В РФ есть две таких, ПАТЭС «Академик Ломоносов» (плавучая атомная теплоэлектростанция в порту города Певек) и Билибинская АТЭЦ — обе расположены на Чукотке. Они имеют небольшую мощность: «Академик Ломоносов» — 70 МВт, Билибинская — 36 МВт. При этом они очень дорогие в обслуживании, особенно ПАТЭС:
«Стоимость одного киловатта установленной мощности плавучей атомной станции — $7200. Это никогда не окупится. Это в семь раз выше, чем в теплогенерации», — говорил в 2007 году глава Минэкономразвития Герман Греф.
Также некоторые ТЭЦ используют в качестве топлива торф, щёлок, древесные отходы.
Преимущества ТЭЦ
Одновременная выработка электрической и тепловой энергии позволяет ТЭЦ иметь на 15–20% больший коэффициент полезного действия, чем в сумме у тепловых станций и станций, вырабатывающих только электроэнергию.
Теплоэлектростанции позволяют избавиться от мелких и устаревших котельных, которые производят огромное количество копоти. С возникновением ТЭЦ воздух в городах стал чище.
Кроме того, на новых ТЭЦ могут сжигать и мусор. Но для этого нужны хорошие системы фильтрации, старые станции такими не оборудованы.
История развития ТЭЦ
Первая тепловая электростанция была построена в 1882 году Лондоне. Её создал известный изобретатель , который также придумал один из видов электрических ламп накаливания. В том же году стараниями Эдисона такая станция появилась в Нью-Йорке, на Манхэттене.
Ротор современной паровой турбины, используемой на электростанции.
© wikipedia.org/ Siemens Pressebild“
Всего через год уже без его участия ТЭЦ возвели в России, в Санкт-Петербурге. Строили станцию три года, проектировать её помогал будущий изобретатель радио Александр Попов.
Первые ТЭС за рубежом довольно быстро закрылись: лондонская просуществовала четыре года, но не выдержала конкуренции с газовиками, а американская сгорела через восемь лет после открытия.