Тэц и кэс в чем разница
Влияние электрических станций на экологическую среду
Отличие ТЭЦ от КЭС
Отличие ТЭЦ от КЭС является то, что на ТЭЦ производится не только электрическая, но и тепловая энергия. То есть ТЭЦ предназначен для централизованного снабжения предприятий и городов электроэнергией и теплом. А КЭС только для снабжения электричеством.
При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным электроснабжением от КЭС и выработкой тепла от местных котельных. На ТЭЦ производится около 25% электроэнергии, их КПД достигает 70%.
ТЭЦ могут работать в чисто конденсационном цикле, то есть при отсутствии отпуска тепла из отборов, и в смешанном режиме, то есть при отпуске тепла и в конденсационном режиме. В чисто теплофикационном цикле они работать не могут, так как по техническим требованиям всегда требуется минимальный пропуск тепла в конденсатор, что обуславливает минимальную конденсационную выработку электроэнергии. Данные турбоагрегаты разделяются на два вида: с одним отбором пара на отопление и горячее водоснабжение типа Тис двумя отборами пара, типа ПТ, с отбором также на технологические нужды, для чего требуется пар более высоких параметров.
Основное отличие ТЭЦ от КЭС заключается в специфике пароводяного контура и способе выдачи электроэнергии.
Специфика электрической части заключается в расположении рядом с электростанцией центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности выдаётся в местную сеть на генераторном напряжении. С этой целью на станции имеется генераторное распределительное устройство ГРУ. Часть мощности идёт на собственные нужды, а остальная доля мощности выдаётся в энергосистему на высоком напряжении.
Кэс удалены от потребителей электроэнергии, что определяет в основном выдачу электроэнергии на высоких и сверхвысоких параметрах;
Различие в электрической части ТЭЦ от КЭС
На ТЭС также расположено генераторное распределительное устройство ГРУ. Распределительные устройства генераторного напряжения служат для приема электроэнергии от генераторов и ее распределения потребителям генераторного напряжения, а также на повысительные подстанции и собственные нужды.
Влияние электрических станций на экологическую среду
Влияние ТЭС на окружающую среду:
в качестве топлива ежегодно уничтожается огромное количество ценного природного сырья, преимущественно органического, зачастую привозимого издалека;
Ø большой вред природе наносится при прокладке нефте- и газопроводов;
Ø при работе ТЭС ежегодно образуются сотни миллионов тонн твердых отходов в виде золы и шлаков, которые практически не утилизируются, скапливаясь в огромных количествах на специальных полигонах. Они содержат целый ряд химических элементов, таких, как Zn, Mn, Sr, Ti, Ba и др., многие из которых токсичны. Эти элементы проникают из шлаков и золы в почву и подземные воды, делая их непригодными как для бытового, так и для хозяйственного использования;
Ø атмосферные выбросы ТЭС содержат SO2, оксиды азота, тяжелые металлы (As, Pb, Cd, V) и другие вредные для окружающей среды химические вещества;
Ø происходит загрязнение приземного слоя атмосферы большими количествами CO2, образующегося в результате процесса горения;
Ø локализованный процесс горения обуславливает возможность кислородного голодания региона ввиду превышения скорости потребления кислорода над скоростью его поступления в атмосферу за счет процесса фотосинтеза;
Ø вблизи ТЭС, работающих на угле, обычно превышен естественный радиационный фон. Это объясняется присутствием в угле микропримесей радиоактивных изотопов (U-238, Th-232 и др.), которые при работе ТЭС поступают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания;
Ø происходит тепловое загрязнение природных водоемов, вода которых используется для охлаждения отработавшего пара из паровых турбин ТЭС;
Ø работа ТЭС способствует шумовому и электромагнитному загрязнению окружающей среды.
Хочется отметить, что химическое загрязнение окружающей среды при работе ТЭС является одним из основных источников возникновения таких глобальных экологических проблем, как “парниковый эффект”, кислотные дожди, не говоря уже о том ущербе, какой наносится растительному и животному миру присутствием в компонентах окружающей среды токсичных веществ различного характера воздействия.
Влияние КЭС на окружающую среду
тепловое загрязнение атмосферы;
электромагнитное загрязнение, обусловленное влиянием линий высокого и сверхвысокого напряжения;
загрязнение гидросферы (тёплая вода, охлаждающая конденсатор);
влияние на литосферу, сказывающееся в извлечении больших масс топлива из земли, захоронение продуктов сгорания (зола и шлаки).
Принцип работы: Вода поступает в турбину ГЭС из верхнего бьефа реки (водохранилища, созданного плотиной) и уходит в нижний бьеф. Таким образом, энергия движения воды преобразуется в турбине в механическую энергию, которая затем генерируется в электрическую энергию. Основной вред окружающей среде и хозяйственной деятельности человека при работе ГЭС наносится созданием плотин и водохранилищ. Влияние ГЭС на окружающую среду:
Ø происходит нарушение естественных путей миграции рыб на нерестилища и обмеление самих нерестилищ в низовьях рек;
Ø происходит затопление плодородных земель;
Ø возникает целый ряд экономических проблем: становятся необходимыми затраты на передислокацию населения, сельских хозяйств и промышленных объектов в новые районы из мест затопления;
Атомные электростанции (АЭС)
Ключевые термины из области электро- и тепло генерации
Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию.
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – система энергетического оборудования, предназначенная для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс, изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям.
Гарантирующий поставщик – коммерческая энергосбытовая организация, которой присвоен статус гарантирующего поставщика, осуществляющая продажу приобретенной электроэнергии Потребителю.
Геотермальная тепловая электростанция (ГеоТЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая геотермальную энергию природных источников.
Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока.
Государственная районная электростанция (ГРЭС) — тепловая (конденсационная электростанция), производящая только электрическую энергию. С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями.
Дизельная электростанция (ДЭС) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания.
Диспетчерское управление энергосистемой — централизованное оперативное управление работой энергосистемы, осуществляемое диспетчерской службой. Примечание: управление осуществляется на основе оптимизации электрических, теплоэнергетических и гидроэнергетических режимов в целях обеспечения бесперебойного снабжения потребителей электроэнергией надлежащего качества, включая задание суточных графиков работы электростанций, ведение текущих режимов, вывод оборудования в ремонт и ликвидацию аварийных состояний энергосистемы.
Изолированная энергосистема — энергосистема, не имеющая электрических связей для параллельной работы с другими энергосистемами.
Конденсационная электростанция (КЭС) — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию, своим названием этот тип электростанций обязан особенностям принципа работы. Исторически получила наименование «ГРЭС» — государственная районная электростанция. С течением времени термин «ГРЭС» потерял свой первоначальный смысл («районная») и в современном понимании означает, как правило, конденсационную электростанцию (КЭС) большой мощности (тысячи МВт), работающую в объединённой энергосистеме наряду с другими крупными электростанциями. Иногда встречается термин «гидрорециркуляционная электростанция», что соответствует аббревиатуре.
Кабельная линия электропередачи (КЛ) – кабельная линия — ЛЭП, провода которой от ввода до ввода расположены под землей.
Котельная – здания или помещения (встроенные, пристроенные, размещенные на крыше зданий) с котлами или теплогенераторами и вспомогательным технологическим оборудованием, предназначенными для получения энергоносителей (водяного пара и горячей воды) в целях теплоснабжения или выработки продукции.
Линия электропередачи (ЛЭП) — электроустановка для передачи на расстояние электрической энергии, состоящая из проводников тока — проводов, кабелей, а также вспомогательных устройств и конструкций.
Объединенная энергосистема — совокупность нескольких энергетических систем, объединенных общим режимом работы, имеющая общее диспетчерское управление как высшую ступень управления по отношению к диспетчерским управлениям входящих в нее энергосистем.
Территориальная генерирующая компания (ТГК) – теплогенерирующая компания, ведущий производитель и поставщик электрической и тепловой энергии на определенной территории.
Трансформаторная подстанция (ТП) — подстанции, предназначенные для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения при помощи трансформаторов.
Теплоцентраль (ТЦ) — станция, вырабатывающая тепловую энергию для централизованного теплоснабжения потребителей.
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).
ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная электростанция (КЭС). 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. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки:
• тепловому — электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет)
• электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует, например, в летний период (приоритет — электрическая нагрузка).
Совмещение функций генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе на КЭС, используется в отоплении. Это повышает расчетный КПД в целом (80 % у ТЭЦ и 30 % у КЭС), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и КПД цикла КЭС.
При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.
Электроэнергетика — сфера экономики, включающая совокупность производственных и иных имущественных объектов, принадлежащих на праве собственности или иных законных основаниях различным юридическим или физическим лицам, и непосредственно используемых в процессе производства, передачи и сбыта электрической энергии, и самих лиц, осуществляющих указанные виды деятельности, а также комплекс экономических и иных взаимоотношений, возникающих в процессе их осуществления.
Энергокомпания — коммерческая организация, субъект рынка энергии, осуществляющая в рыночных условиях производство, передачу, распределение и/или сбыт энергии. Различают генерирующие энергокомпании, сетевые, распределительные, сбытовые и интегрированные, объединяющие несколько вышеуказанных видов деятельности.
Электрическая подстанция (ПС) – электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электрической энергии, устройств управления, распределительных и вспомогательных устройств.
Тепловые электростанции (ТЭЦ, КЭС): разновидности, типы, принцип работы, топливо
Тепловые электростанции могут быть с паровыми и газовыми турбинами, с двигателями внутреннего сгорания. Наиболее распространены тепловые станции с паровыми турбинами, которые в свою очередь подразделяются на: конденсационные (КЭС) — весь пар в которых, за исключением небольших отборов для подогрева питательной воды, используется для вращения турбины, выработки электрической энергии;теплофикационные электростанции — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), являющиеся источником питания потребителей электрической и тепловой энергии и располагающиеся в районе их потребления.
Конденсационные электростанции
Конденсационные электростанции часто называют государственными районными электрическими станциями (ГРЭС). КЭС в основном располагаются вблизи районов добычи топлива или водоемов, используемых для охлаждения и конденсации пара, отработавшего в турбинах.
Характерные особенности конденсационных электрических станции
КЭС могут работать на твердом (уголь, торф), жидком (мазут, нефть) топливе или газе.
Топливоподача и приготовление твердого топлива заключается в транспортировке его из складов в систему топливоприготовления. В этой системе топливо доводится до пылевидного состояния с целью дальнейшего вдувания его к горелкам топки котла. Для поддержания процесса горения специальным вентилятором в топку нагнетается воздух, подогретый отходящими газами, которые отсасываются из топки дымососом.
Жидкое топливо подается к горелкам непосредственно со склада в подогретом виде специальными насосами.
Подготовка газового топлива состоит в основном в регулировании давления газа перед сжиганием. Газ от месторождения или хранилища транспортируется по газопроводу к газораспределительному пункту (ГРП) станции. На ГРП осуществляется распределение газа и регулирование его параметров.
Процессы в пароводяном контуре
Основной пароводяного контур осуществляет следующие процессы:
Интересное видео о работе ТЭЦ можно посмотреть ниже:
Для компенсации потерь пара в основную пароводяную систему насосом подается подпиточная вода, предварительно прошедшая химическую очистку.
Следует отметить, что для нормальной работы пароводяных установок, особенно со сверх критическими параметрами пара, важное значение имеет качество воды, подаваемой в котел, поэтому турбинный конденсат пропускается через систему фильтров обессоливания. Система водоподготовки предназначена для очистки подпиточной и конденсатной воды, удаления из нее растворенных газов.
На станциях, использующих твердое топливо, продукты сгорания в виде шлака и золы удаляются из топки котлов специальной системой шлака- и золоудаления, оборудованной специальными насосами.
При сжигании газа и мазута такой системы не требуется.
На КЭС имеют место значительные потери энергии. Особенно велики потери тепла в конденсаторе (до 40..50 % общего количества тепла, выделяемого в топке), а также с отходящими газами (до 10 %). Коэффициент полезного действия современных КЭС с высокими параметрами давления и температуры пара достигает 42 %.
Электрическая часть КЭС представляет совокупность основного электрооборудования (генераторов, трансформаторов) и электрооборудования собственных нужд, в том числе сборных шин, коммутационной и другой аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.
Генераторы станции соединяются в блоки с повышающими трансформаторами без каких-либо аппаратов между ними.
В связи с этим на КЭС не сооружается распределительное устройство генераторного напряжения.
Распределительные устройства на напряжения 110—750 кВ в зависимости от количества присоединений, напряжения, передаваемой мощности и требуемого уровня надежности выполняются по типовым схемам электрических соединений. Поперечные связи между блоками имеют место только в распределительных устройствах высшего напряжения или в энергосистеме, а также по топливу, воде и пару.
В связи с этим каждый энергоблок можно рассматривать как отдельную автономную станцию.
Для обеспечения электроэнергией собственных нужд станции выполняются отпайки от генераторов каждого блока. Для питания мощных электродвигателей (200 кВт и более) используется генераторное напряжение, для питания двигателей меньшей мощности и осветительных установок — система напряжения 380/220 В. Электрические схемы собственных нужд станции могут быть различными.
Ещё одно интересное видео о работе ТЭЦ изнутри:
Теплоэлектроцентрали
Теплоэлектроцентрали, являясь источниками комбинированной выработки электрической и тепловой энергии, имеют значительно больший, чем КЭС, коэффициент полезного действия (до 75 %). Это объясняется тем. что часть отработавшего в турбинах пара используется для нужд промышленного производства (технологии), отопления, горячего водоснабжения.
Этот пар или непосредственно поступает для производственных и бытовых нужд или частично используется для предварительного подогрева воды в специальных бойлерах (подогревателях), из которых вода через теплофикационную сеть направляется потребителям тепловой энергии.
Основное отличие технологии производства энергии на ТЭЦ в сравнении с КЭС состоит в специфике пароводяного контура. Обеспечивающего промежуточные отборы пара турбины, а также в способе выдачи энергии, в соответствии с которым основная часть ее распределяется на генераторном напряжении через генераторное распределительное устройство (ГРУ).
Связь ТЭЦ с другими станциями энергосистемы выполняется на повышенном напряжении через повышающие трансформаторы. При ремонте или аварийном отключении одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы.
Для увеличения надежности работы ТЭЦ предусматривается секционирование сборных шин.
Так, при аварии на шинах и последующем ремонте одной из секций вторая секция остается в работе и обеспечивает питание потребителей по оставшимся под напряжениям линиям.
По таким схемам сооружаются промышленные ТЭЦ с генераторами до 60 мВт, предназначенные для питания местной нагрузки в радиусе 10 км.
На крупных современных ТЭЦ применяются генераторы мощностью до 250 мВт при общей мощности станции 500—2500 мВт.
Такие ТЭЦ сооружаются вне черты города и электроэнергия передается на напряжении 35—220 кВ, ГРУ не предусматривается, все генераторы соединяются в блоки с повышающими трансформаторами. При необходимости обеспечить питание небольшой местной нагрузки вблизи блочной ТЭЦ предусматриваются отпайки от блоков между генератором и трансформатором. Возможны и комбинированные схемы станции, при которых на ТЭЦ имеется ГРУ и несколько генераторов соединены по блочным схемам.
Чем отличается ТЭЦ от ГРЭС?
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.
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».
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.
Кемеровская ГРЭС давно перепрофилирована в классическую теплоэлектроцентраль, ей оставлено лишь историческое название – ГРЭС.
Скачать
В приоритете – тепло
В турбинах типа «К» процесс расширения пара в проточной части заканчивается его конденсацией (что позволяет получать на одной установке большую мощность – до 1,6 ГВт и более).
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.
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.
Красноярская ТЭЦ-3 до марта 2012 года вырабатывала только тепловую энергию. А сейчас является образцово-показательной в СГК по энергоэффективности и экологичности.
Скачать
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»