Тепловые электростанции - основа энергетики России. Две трети всей установленной мощности - ТЭЦ и ГРЭС, работающие на паросиловых установках.
Из школьного курса физики мы знаем, что максимальный КПД идеальной тепловой машины составляет 62%. Но это идеальный случай. В реальности КПД тепловых машин не превышает 35-40%.
Как же энергетики добиваются таких высоких результатов?
Совмещением двух тепловых циклов - парового и газового.
Паровый цикл или цикл Карно - цикл работы тепловой машины, где рабочим телом является водяной пар. По такому циклу работают все классические паросиловые установки электростанций, оснащённые турбинами типа Т, ПТ и Р.
Газовый цикл или цикл Ренкина - цикл работы тепловой машины, где рабочим телом является газ. По такому циклу работают реактивные двигатели самолётов и газотурбинные установки.
На практике это означает совместное использование газовой и паровой турбины.
Газовая турбина характерна тем, что температура газов, отходящих после сгорания, очень высока и бОльшая часть тепловой энергии уходит в окружающую среду.
Если поставить на пути этого горячего газового потока котёл, который будет нагревать теплоноситель, то тепловая энергия сможет работать дальше. Энергетики говорят, что котёл "утилизирует" тепло отходящих газов, а сам агрегат называют котлом-утилизатором. Теплоносителем является вода.
На достаточно мощных турбинах теплоты сгорания хватает на то, чтобы превратить воду в пар и направить его в паровую турбину.
Совмещая, таким образом, цикл Карно и цикл Ренкина, можно добиться суммарного КПД электростанции вплоть до 65%. Это просто невероятная цифра для тепловых станций.
Для сравнения КПД тепловых электростанций, работающих только на выработку электроэнергии (ГРЭС), не превышает 35%.
Как видим, ТЭЦ и ГТУ при раздельной работе дают не такие высокие показатели эффективности. Однако же грамотное их совместное использование значительно повышает КПД энергоблока.
Для энергетиков это означает уменьшение издержек и повышение конкурентоспособности энергоблока на оптовом рынке.
Для потребителей это означает снижение стоимости электроэнергии при работающих механизмах здоровой конкуренции на рынке электроэнергии.
Для всех остальных это означает снижение выбросов в атмосферу и уменьшение теплового загрязнения окружающей среды.
Глядя на рейтинг передовых ПГУ России можно увидеть, что 53% - не предел. Есть энергоблоки с КПД равным 58%.
Единственное, что огорчает, так это отсутствие отечественного энергооборудования среди лидеров. Основные конкуренты на рынке крупных турбин - это Дженерал Электрик и Сименс.
Российское энергетическое машиностроение сейчас находится в упадке.
....................................................
Если вам было интересно, жмите палец вверх!
Подпишитесь на канал и инстаграм автора
...............................................
