Теплові конденсаційні електростанції

КЕС будують по можливості ближче до місць видобутку палива, і в місцях зручних для водопостачання. Їх виконують із ряду блокових агрегатів (котел - турбогенератор - підвищувальний трансформатор) потужністю від 200 до 1200 МВт. Параметри пари для блоків 200 МВт такі: тиск 13 МПа, температура – 565⁰С; для блоків 1200 МВт відповідно 24 МПа й 540⁰С. Проектна потужність КЕС становить 2400 – 3800 МВт. Поряд із блоковими ЕС функціонують ЕС неблокового типу з параметрами пари 9 МПа, 500⁰С й одиничною потужністю 25-100 МВт.

Основні процеси теплового циклу відбуваються в таких елементах: парогенераторах - підведення тепла, перетворення води в пару; турбінах - розширення пари; конденсаторах - охолодження. За допомогою насосів високого тиску виконується стискання і нагнітання конденсату в парогенератор.

Рис. 2.2 – Структурна схема КЕС

Пару для турбіни одержують у парогенераторі. Сучасний парогенератор є складною технічною спорудою висотою приблизно з п'ятиповерховий будинок. У топці спалюється нафта, газ або подрібнене у пил вугілля. Сюди ж подається підігріте повітря. Вода, що подається в парогенератор, проходить спеціальну підготовку: очищення, пом'якшення. Вміст домішок в такій воді менший ніж у питній. Отримана у парогенераторах пара перегрівається й подається по паропроводах у турбіни. Для найбільш економічної роботи турбіни необхідна частота обертання ротора 20 000 – 30 000 об./хв., але при цьому виникають величезні сили, що діють на обертові частини. Для зменшення зусиль швидкість обертання знижують шляхом використання багатоступінчастих турбін до величини 3000 об./хв.

Пара, яка виходить з турбіни направляється для охолодження й конденсації в конденсатори, які становлять собою циліндричний корпус, усередині якого є велика кількість латунних трубок. По трубках протікає охолоджувальна вода, звичайно при t = 10 - 15⁰С, а вихідна вода має t = 20-25⁰С. Пара обтікає трубки зверху вниз, конденсується й знизу видаляється. Тиск у конденсаторі знаходиться в межах 3 - 4 кПа, що досягається за рахунок охолодження пари. Витрата охолодної води становить приблизно 50 – 100 кг на 1 кг пари. Якщо вода для охолодження пари забирається з ріки й скидається знову в ріку, то таку систему називають прямоточною. Якщо води в ріці не вистачає, споруджують ставок. З однієї сторони ставка вода подається в конденсатор, а з іншого боку - скидається нагріта.

У замкнутих циклах водопостачання для охолодження води споруджують градирні. У них вода витікає струмками з отворів лотків, розприскується й, стікаючи вниз, охолоджується.

Витрата палива на 1 кВт × год. для блокових станцій становить 315-335 грам, для неблокових від 400 до 600 грам. Коефіцієнт корисної дії КЕС становить 30 - 40%. Найбільше втрачається тепла в конденсаторі; з охолоджуючою водою видаляється близько 55-60% тепла.

Особливістю роботи КЕС є те, що вони розраховані на базисний режим роботи з обмеженими можливостями регулювання, мають недостатні можливості маневру: підготовка до пуску, розворот, синхронізація вимагають 3-6 годин. У той же час робота блоків в Україні характеризується частими пусками й зупинками. Кількість пусків окремих блоків на ТЕС за рік досягає 300.

Найбільшими ТЕС в Україні є: Запорізька - 3600МВт (3× 800+4× 300); Вуглегірська – 3600 МВт (3× 800+4× 100); Криворізька – 2820 МВт (10× 282); Бурштинська – 2300 МВт (8× 195+4× 185); Зміївська – 2150 МВт (4× 275+6× 175).