| 8695912 9216 5224 943 1различного назначения. Так, котлоагрегаты производительностью по пару 1000 т/ч используют для снабжения паром как конденсационных турбин на 300 Мет, так и самых крупных в мире ТТ на 250 Мет.
Давление свежего пара на ТЭЦ принято в СССР равным ~ 13-14 Мн/м3 (преимущественно) и ~ 24-25 Мн/м2 (на наиболее крупных теплофикационных энергоблоках - мощностью 250 Мет). На ТЭЦ с давлением пара 13-14 Мн/м2, в отличие от ГРЭС, отсутствует промежуточный перегрев пара, т. к. на таких ТЭЦ он не даёт столь существенных технич. и экономич. преимуществ, как на ГРЭС. Энергоблоки мощностью 250 Мет на ТЭЦ с отопит, нагрузкой выполняют с промежуточным перегревом пара.
Тепловая нагрузка на отопит. ТЭЦ неравномерна в течение года. В целях снижения затрат на осн. энергетическое оборудование часть тепла (40-50%) в периоды повышенной нагрузки подаётся потребителям от пиковых водогрейных котлов. Доля тепла, отпускаемого осн. энергетич. оборудованием при наибольшей нагрузке, определяет величину коэффициента теплофикации ТЭЦ (обычно равного 0,5-0,6). Подобным же образом можно покрывать пики тепловой (паровой) пром. нагрузки (ок. 10-20% от максимальной) пиковыми паровыми котлами невысокого давления. Отпуск тепла может осуществляться по двум схемам (рис. 2). При открытой схеме пар от турбин направляется непосредственно к потребителям. При закрытой схеме тепло к теплоносителю (пару, воде), транспортируемому к потребителям, подводится через теплообменники (паропаровые и пароводяные). Выбор схемы определяется в значит, мере водным режимом ТЭЦ.
На ТЭЦ используют твёрдое, жидкое или газообразное топливо. Вследствие большей близости ТЭЦ к населённым местам на них шире (по сравнению с ГРЭС) используют более ценное, меньше загрязняющее атмосферу твёрдыми выбросами топливо - мазут и газ. Для защиты возд. бассейна от загрязнения твёрдыми частицами используют (как и на ГРЭС) золоуловители (см. Газов очистка), для рассеивания в атмосфере твёрдых частиц, окислов серы и азота сооружают дымовые трубы высотой до 200-250 м. ТЭЦ, сооружаемые вблизи потребителей тепла, обычно отстоят от источников водоснабжения на значит, расстоянии. Поэтому на большинстве ТЭЦ применяют оборотную систему водоснабжения с искусств, охладителями -градирнями. Прямоточное водоснабжение на ТЭЦ встречается редко.
На газотурбинных ТЭЦ в качестве привода электрич. генераторов используют газовые турбины. Теплоснабжение потребителей осуществляется за счёт тепла, отбираемого при охлаждении воздуха, сжимаемого компрессорами газотурбинной установки, и тепла газов, отработавших в турбине. В качестве ТЭЦ могут работать также парогазовые электростанции (оснащённые паротурбинными и газотурбинными агрегатами) и атомные электростанции.
Рис. 2. Простейшие схемы теплоэлектроцентралей с различными турбинами и различными схемами отпуска пара: а - турбина с противодавлением и отбором пара, отпуск тепла - по открытой схеме; б -конденсационная турбина с отбором пара, отпуск тепла - по открытой и закрытой схемам; ПК - паровой котёл; ПП - пароперегреватель; ПТ - паровая турбина; - электрический генератор; К - конденсатор; П - регулируемый производственный отбор пара на технологические нужды промышленности; Т - регулируемый теплофикационный отбор на отопление; ТП - тепловой потребитель; ОТ -отопительная нагрузка; КН и ПН - конденсатный и питательный насосы; ПВД и ПНД - подогреватели высокого и низкого давления; Д - деаэратор; ПБ -бак питательной воды; СП - сетевой подогреватель; СН - сетевой насос.
Наибольшее распространение ТЭЦ получили в СССР. Первые теплопроводы были проложены от электростанций Ленинграда и Москвы (1924, 1928). С 30-х гг. началось проектирование и стр-во ТЭЦ мощностью 100-200 Мет. К концу 1940 мощность всех действующих ТЭЦ достигла 2 Гвт, годовой отпуск тепла -108 Гдж, а протяжённость тепловых сетей - 650 км. В сер. 70-х гг. суммарная электрич. мощность ТЭЦ составляет ок. 60 Гвт (при общей мощности электростанций ~ 220 и тепловых электростанций ~ 180 Гвт). Годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ достигает 330 млрд. кет -ч, отпуск тепла - 4-109 Гдж; мощность отд. новых ТЭЦ - 1,5-1,6 Гвт при часовом отпуске тепла до (1,6-2,0)Х X 104Гдж; удельная выработка электроэнергии при отпуске 1 Гдж тепла - 150-160 кет-ч. Удельный расход условного топлива на произ-во 1 кет-ч электроэнергии составляет в среднем 290 г (тогда как на ГРЭС - 370 г); наименьший среднегодовой удельный расход условного топлива на ТЭЦ около 200 г/квт -ч (на лучших ГРЭС - ок. 300 г/квт -ч). Такой
пониженный (по сравнению с ГРЭС) удельный расход топлива объясняется комбинированным произ-вом энергии двух видов с использованием тепла отработавшего пара. В СССР ТЭЦ дают экономию до 25 млн. т условного топлива в год (~ 11% всего топлива, идущего на произ-во электроэнергии).
ТЭЦ - осн. производств, звено в системе централизованного теплоснабжения. Стр-во ТЭЦ - одно из осн. направлений развития энергетич. х-ва в СССР и др. социалистич. странах. В капиталистич. странах ТЭЦ имеют ограниченное распространение (в основном пром. ТЭЦ).
Лит.: Соколов Е. Я., Теплофикация и тепловые сети, М., 1975; Р ы ж к и н В. Я., Тепловые электрические станции, М., 1976. В. Я. Рыжкин.
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА, отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием теплоты в др. виды энергии, гл. обр. в механическую и электрическую. Для генерирования механич. энергии за счёт теплоты служат теплосиловые установки; полученная в этих установках механич. энергия используется для привода рабочих машин (металлообр. станков, автомобилей, конвейеров и т. д.) или электромеханич. генераторов, с помощью к-рых вырабатывается электроэнергия. Установки, в к-рых преобразование теплоты в электроэнергию осуществляется без электромеханич. генераторов, наз. установками прямого преобразования энергии. К ним относят магнитол идродинамические генераторы, термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи энергии.
Преобразование теплоты в механическую энергию в теплосиловых установках основано на способности газо- или парообразного тела совершать механич. работу при изменении его объёма. При этом рабочее тело (газ или пар) должно совершить замкнутую последовательность термодинамич. процессов (цикл). В результате такого цикла от одного или неск. источников теплоты отбирается определённое количество теплоты Q1 и одному или неск. источникам теплоты отдаётся количество теплоты Q2, меньшее, чем Qi; при этом разность (Q1 - Q2 превращается в механич. работу Aтеор. Отношение полученной работы к затраченной теплоте наз. термин, кпд этого цикла
[25J-29.jpg]
В простейшем случае цикл может быть осуществлён при одном источнике теплоты с темп-рой Т1, отдающем теплоту рабочему телу, и одном источнике теплоты с темп-рой Т2, воспринимающем теплоту от рабочего тела. При этом в температурном интервале Т1 - Т2 наивысший кпд nк = 1 - Т2/Т1 среди всех возможных циклов имеет Карно цикл, т. е. n >= nt. Кпд, равный 1, т. е. полное превращение теплоты Oi в работу, возможен либо при Т 1 = оо , либо при T 2 = = 0. Разумеется, оба эти условия нереализуемы. Важно ещё подчеркнуть, что для земных условий темп-pa Т2 для теплоэнергетич. установок должна в лучшем случае приниматься равной темп-ре Т„ окружающей среды (воздуха или водоёмов). Получить источник теплоты с темп-рой Т2 < То можно лишь с помощью холодильной машины, к-рая для своего действия в общем случае требует затраты работы. Невозможность полного
превращения теплоты в работу при условии, что все тела, участвующие в этих превращениях, будут возвращены в исходные состояния, устанавливается вторым началом термодинамики.
Процессы, протекающие в реальных установках, преобразующих теплоту в др. виды энергии, сопровождаются различными потерями, в результате чего получаемая действит. работа АДЕЙСТВ оказывается меньше теоретически возможной работы Лтеор. Отношение этих работ наз. относит, эффективным кпд установки noе, Т. в.
[25J-30.jpg]
Из формул (1) и (2) получаем
[25J-31.jpg]
где [25J-32.jpg] - эффективный кпд установки. При прочих равных условиях эффективность преобразования теплоты в работу зависит от темп-ры, при к-рой эта теплота передаётся рабочему телу. Макс, работа, к-рая может быть получена за счёт нек-poro количества теплоты Q, отбираемого при темп-ре Т i при заданной темп-ре среды Т0, наз. работоспособностью, или эксергией lа этой теплоты, т. е.
[25J-33.jpg]
Из формулы (3), в частности, видим, что при Т1 = Т0 эксергия теплоты равна нулю.
В наиболее полном варианте установки, преобразующие теплоту в механич. работу (теплосиловые установки), включают: рабочее тело, осуществляющее замкнутую последовательность термодинамич. процессов (цикл); системы подвода теплоты к рабочему телу от к.-л. источника тепловой энергии; одну или неск. машин, воспринимающих работу рабочего тела или отдающих ему работу; систему отвода теплоты от рабочего тела в окружающую среду. По способу передачи теплоты к рабочему телу различают установки с внеш. подводом (теплота подводится к рабочему телу от внеш. источника в теплообменнике) и установки с внутр. подводом (рабочее те |
