Основные типы электростанций в России подразделяются на:
- — тепловые ТЭС;
- — гидравлические ГЭС;
- — атомные АЭС;
- а) Тепловые электростанции ТЭС — основной тип электростанций в России, работающие на органическом топливе (уголь, мазут, газ, торф). На их долю приходится около 68% производства электроэнергии. Основную роль играют мощные (более 2 млн кВт) ГРЭС — государственные районные электростанции, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах [8, с. 153].
Преимуществом ТЭС по сравнению с другими электростанциями является возможность производить относительно дешевую электроэнергию на агрегатах с высокой удельной производительностью. Кроме того, производство электроэнергии на ТЭС определенного типа — теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) — сопряжено с производством и отпуском тепла горячей воды для теплофикации промышленности и коммунального хозяйства. Последнее особенно важно в условиях России с ее суровым климатом и продолжительным (7-8 месяцев) отопительным сезоном [6, с. 441].
Эпизод 8 — Режимы работы и эксплуатация турбинного оборудования ТЭС (конденсационная установка)
К недостаткам относятся: использование невозобновимых топливных ресурсов, низкий КПД, крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду. КПД обычной ТЭС — 37-39%. Несколько больший КПД имеют ТЭЦ.
На размещение тепловых электростанций оказывают основное влияние топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные из них располагаются, как правило, в местах добычи топлива: чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать электроэнергию. ТЭС ориентированы на потребителя и одновременно находятся у источников топливных ресурсов.
Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности. Крупнейшие ГРЭС приводятся в таблице 1 [8, с. 154-155].
Размещение ГРЭС мощностью более 2 млн кВт (таблица 1)
Установленная мощность, млн кВт
В обозримом будущем теплоэнергетика сохранит ведущую роль в выработке электроэнергии и тепла в стране [6, с. 441]. В перспективе доля ТЭС в приросте производства электроэнергии должна составить 78-85%
Развитие теплоэнергетики связывается с серьезным ухудшением среды обитания человека. Электростанции выбрасывают в окружающую среду много пыли, углекислого газа тепла, что способствует образованию парникового эффекта. Воздействие на среду также зависит от вида топлива. Самыми «чистыми» считаются станции, работающие на угле. Наибольший ущерб природе приносят станции, работающие на угле [8, с. 155].
б) Гидравлические электростанции (ГЭС) На территории России сосредоточено 12% мировых запасов гидроэнергии, и экономический гидроэнергетический потенциал ее при современном развитии техники оценивается в 1100 млрд кВт•ч. Но размещение его по территории страны крайне неравномерно. По производству электроэнергии на гидростанциях Россия занимает третье место в мире, уступая Канаде и США [6, с. 442].
Как работает ТЭЦ Принцип работы тепловой электростанции
Гидроэлектростанции являются весьма эффективным источником энергии, поскольку используют возобновимые ресурсы, они просты в управлении и имеют высокий КПД — более 80%. В результате производимая на ГЭС энергия — самая дешевая. К огромным достоинствам ГЭС относится высокая маневренность, т.е. возможность практически мгновенного автоматического запуска и отключения любого требуемого количества агрегатов.
В практической работе по размещению электростанций большое значение имеет кооперирование ГЭС с тепловыми электростанциями. Это обусловлено тем, что выработка электроэнергии на гидростанциях сильно колеблется в течение года в связи с изменениями водного режима рек. Объединение ТЭС и ГЭС в одной энергосистеме позволяет компенсировать недостаток в выработке энергии на гидростанциях в маловодные периоды года за счет электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях
Строительство ГЭС требует длительных сроков и больших удельных капиталовложений, связано с потерями земель на равнинах, наносит ущерб рыбному хозяйству. Крупный недостаток ГЭС заключается в сезонности их работы, что неудобно для промышленности.
Гидростроительство в нашей стране характеризовалось сооружением на реках каскадов гидроэлектростанций. Помимо получения гидроэнергии каскады решали проблемы снабжения населения и производства водой, устранения паводков, улучшения транспортных условий. Но создание каскадов привело и к негативным последствиям: потере ценных сельскохозяйственных земель, нарушению экологического равновесия.
Самые крупные ГЭС в стане входят в состав Ангаро-Енисейского каскада: Саяно-Шушнская, Красноярская — на Енисее; Иркутская, Братская, Усть-Илимская — на Ангаре; строится Богучанская ГЭС. В Европейской части страны создан крупный каскад ГЭС на Волге. В его состав входят Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Городецкая, Чебоксарская, Волжская (вблизи Самары), Саратовская, Волжская (вблизи Волгограда).
ГЭС можно разделить на две основные группы: ГЭС на крупных равнинных реках и ГЭС на горных реках. В нашей стране большая часть ГЭС сооружалась на равнинных реках. Оно менее рентабельно, чем на крупных [8, с. 155-157].
Особый вид ГЭС — гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), основное назначение которых — снятие пиковых нагрузок в сетях путем выработки электроэнергии в необходимое время. Строительство ГАЭС считается наиболее экономичным рядом с атомными электростанциями.
Наиболее перспективными районами России для развития электроэнергетики считаются Восточная Сибирь и Дальний Восток. В Восточной Сибири сосредоточена 1/3 потенциала энергоресурсов России. На Дальнем Востоке используется только 3% имеющегося потенциала гидроэнергоресурсов из ј имеющихся. Построенные в Западной и Восточной Сибири мощнейшие ГЭС, несомненно нужны, и это — важнейший ключ к развитию Западно-Сибирского, Восточно-Сибирского, а также Уральского экономических районов [6, с. 443-444].
в) Атомные электростанции (АЭС) В советский период, особенно начиная с 70-х годов, был взят курс на создание крупномасштабной ядерной энергетики. И считалось, что именно за атомными электростанциями будущее электроэнергетики. АЭС в своем размещении учитывают потребительский фактор.
Первая атомная электростанция в Обнинске построена в СССР в 1954г., на два года первой английской и на три года раньше США. Развитие ядерной энергетики в России шло быстро до Чернобыльской катастрофы, последствия которой затронули 11 областей бывшего СССР с населением свыше 17 млн. человек. После катастрофы на Чернобыльской АЭС под влиянием общественности в России приторможены темпы развития атомной энергетики [6, с. 444]. В настоящее время ситуация меняется. Правительством РФ было принято специальное постановление, фактически утвердившее программу строительства новых АЭС до 2010 г. Первоначальный ее этап — модернизация действующих энергоблоков и ввод в эксплуатацию новых, которые должны заменить выбывающие после 2000г. блоки Билибинской, Новоронежской и Кольской АЭС.
Источник: studwood.net
Размещение теплоэлектростанций
Основной тип электроэнергетики в России — тепловые, работающие на органическом топливе (уголь, газ, мазут, сланцы, торф). На их долю приходится 70% производства электроэнергии. [13, c.234] На размещение тепловых электростанций основное влияние оказывают топливный и потребительский факторы. Потребительскую ориентацию имеют электростанции, использующие высококалорийное топливо, которое экономически выгодно транспортировать. Электростанции, работающие на мазуте, располагаются преимущественно в центрах нефтеперерабатывающей промышленности.
Наиболее мощные ТЭС расположены, как правило, в местах добычи топлива (чем крупнее электростанция, тем дальше она может передавать энергию). ТЭС строятся с относительно небольшими затратами и быстро как возле месторождений топливных ресурсов, так и возле крупных центров потребления энергии.
Но они требуют для своего обслуживания значительного количества персонала, довольно плохо регулируются, в больших масштабах сжигают исчерпаемые и невозобновляемые виды минерального топлива — уголь, газ, мазут, торф, сланцы. Коэффициент использования топлива в них довольно низок (не более 40%), а объемы отходов, загрязняющих окружающую среду, очень велики. Тепловые электростанции отличаются надежностью, отработанностью процесса. Важным принципом современного развития и размещения тепловых электростанций является изменение топливного баланса в пользу большего использования газа, а все в меньшей степени будет использоваться в качестве котельно-печного топлива нефть (из-за сравнительно невеликих запасов и дороговизны) и уголь (дорогая транспортировка и значительные загрязняющие качества).
Преимущества тепловых электростанций по сравнению с другими типами электростанций — в относительно свободном размещении, связанном с широким распространением топливных ресурсов в России; способности вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний (в отличие от ГЭС). К недостаткам ТЭС можно отнести использование невозобновляемых ресурсов, низкий КПД (у обычной ТЭС — 37-39 %, у ТЭЦ-70%) [9, c.34], также ТЭС являются загрязнителями атмосферного воздуха (выбрасывают в атмосферу золу, сернистый альдегид, оксиды серы и азота и др.), поглощают огромное количество кислорода и обостряют радиационную обстановку (в частности ТЭС, работающие на угле).
Конденсационные электростанции тяготеют одновременно к источникам топлива и к местам потребления электроэнергии, имеют самое широкое распространение. Насчитывается более 70 КЭС мощностью свыше 1 млн кВт, среди которых крупнейшие (свыше 2 млн кВт) ГРЭС. [9, c.56]
Основную роль играют мощные ГРЭС, обеспечивающие потребности экономического района и работающие в энергосистемах.
Первая ГРЭС «Электропередача», сегодняшняя ГРЭС-3, сооружена под Москвой в г. Электрогорске в 1912-1914 гг., мощностью 15 МВт, работающая на торфе. В 1920-х планом ГОЭЛРО предусматривалось строительство нескольких тепловых электростанций, среди которых наиболее известна Шатурская ГРЭС. [9, c.56]
В европейской части ГРЭС работают в основном на газе и мазуте, а в азиатской — на угле. Крупные ГРЭС размещаются, как правило, в районах добычи топлива и их мощность превышает 2 млн. кВт каждой. Анализ размещения тепловых электростанций на карте показывает, что в европейской части страны основными ареалами ГРЭС являются наиболее мощные индустриальные экономические районы:
- · Центральный район, в котором преимущественно на привозном газе и мазуте (последний получают из западносибирской нефти на своих нефтеперерабатывающих заводах) работают такие ГРЭС, как Конаковская и Костромская, мощностью более 3 млн. кВт каждая [17, c.78];
- · Уральский район, в котором на местных и привозных углях, мазуте, газа работают Рефтинская, Троицкая, Ириклинская, Пермская ГРЭС, мощностью от 2,4 до 3,8 млн. кВт.;
- · Поволжье — Заинская ГРЭС;
- · Северо-Западный район, где на привозном сырье работают значительное количество ГРЭС;
В восточных районах страны крупными тепловыми электростанциями являются ГРЭС на углях Канско-Ачинского бассейна: Назаровская, Березовская ГРЭС-1 и ГРЭС-2, Сургутская, Нижневартовская и Уренгойская ГРЭС. В Дальневосточном районе на местных видах топлива работают крупные Нерюнгринская, Гусиноозерская и Харанорская ГРЭС. (таблица 4)
В общероссийских масштабах наиболее крупными (мощностью более 3,5 млн кВт) являются Сургутская (в Ханты-Мансийском АО), Рефтинская (в Свердловской области) и Костромская ГРЭС. Более 2 млн кВт имеют также ГРЭС Киришская около Санкт-Петербурга, Рязанская, Новочеркасская и Ставропольская на Северном Кавказе, Заинская в Поволжье, Пермская, Троицкая и Ириклинская на Урале, Нижневартовская в Западной Сибири и Березовская в Восточной Сибири. [18, c.67] Они обеспечивают электроэнергией большинство районов страны.
В последнее время появились принципиально новые установки на ТЭС:
- · газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);
- · парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);
- · магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).
К тепловым электростанциям относятся также и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), обеспечивающие теплом предприятия и жильё, с одновременным производством электроэнергии. На ТЭЦ максимальный высокий коэффициент полезного действия (кпд) использования топлива. ТЭЦ размещаются в пунктах потребления пара и горячей воды, поскольку радиус передачи тепла невелик (10-12 км).
Создание ТЭЦ возможно только вблизи потребительского тепла — в городах, в поселках при больших заводах и фабриках. В настоящее время на ТЭЦ приходится около 1/3 мощности всех паровых турбин. [13, c.67] Появились крупные ТЭЦ мощностью более 1 млн. кВт, такие как ТЭЦ-21, ТЭЦ-22 и ТЭЦ-23 Мосэнерго и Нижнекаменская ТЭЦ. Самый мощный узел ТЭЦ расположен в Москве и её окрестностях.
Источник: vuzlit.com