Основные типы электростанций. Краткая характеристика режимов работы
Типы электрических станций:
1. Тепловые (ТЭС)
а) КЭС (конденсационные), ГРЭС (Туст =4500-5000 час/год и Туст =2000-3000 час/год).
б) Теплофикационные (ТЭЦ) (Туст=4500-5000 час/год)
в) Парогазовые (ПГЭС)
г) Газотурбинные (ГТУЭС)
2. ГЭС, ГАЭС (гидроаккумулирующие) (Туст=5000-6500 час/год и Туст=1000-1500 час/год)
3. АЭС (Туст=6000-6500 час/год)
а) АЭС с реакторами на тепловых нейтронах: ВВЭР; РБМК; (водо - водяной энергетический реактор,
реактор большой многоканальный кипящий бескорпусной).
б) АЭС с реакторами на быстрых нейтронах БН.
4. Геотермальные электростанции (ГТЭС).
5. Дизельные (ДЭС).
6. Приливные (ПЭС).
7. Ветровые (ВЭС).
8. Солнечные (СЭС).
Режимы работы электрических станций в энергосистеме.
Определяющее влияние на режимы работы электростанции оказывает непостоянство нагрузки энергосистемы; нагрузка непрерывно изменяется на протяжении суток, недели, года. Изобразим суточный график нагрузки энергосистемы для зимнего периода времени.
Этот график имеет 2 максимума:
- дневной (в диапазоне 9-11ч местного времени);
- вечерний ( в диапазоне 17-19 ч местного времени).
Эти максимумы показывают пиковые нагрузки.
Весь график по вертикали подразделяется на 3 части:
1. Базисная зона, для которой 0 ≤ Рнг ≤ Рmin.
2. Полупиковая зона: Рmin ≤ Рнг ≤ Рср.
3. Пиковая зона: Рср ≤ Рнг ≤ Рmaх.
Суточная неравномерность графика нагрузки объясняется неодинаковым потреблением электроэнергии различными группами потребителей в промышленности ит.д.
Режим работы электростанций в энергосистеме назначается диспетчерским управлением системы с учетом типов электростанций и их особенностей, с тем чтобы получить наибольший экономический эффект по системе в целом.
Режимы работы ГЭС и ГАЭС
Режим работы ГЭС в значительной степени зависит от водохранилища. Если водохранилища нет, то такая ГЭС работает в базисной зоне со временем использования установки мощности Туст=5000-6500 час/год.
Число часов в году – 8760, а вырабатываемая мощность зависит от водотока.
Если ГЭС имеет платину и водохранилище, то часть агрегатов такой ГЭС работает в базисной зоне (режиме). Эти агрегаты обеспечивают некоторый минимальный пропуск воды, необходимый по условиям судоходства и санитарным нормам.
Однако основная часть гидроагрегатов работает в переменной части графика нагрузки энергосистемы – пиковой и полупиковой, это объясняется высокими маневренными свойствами гидроагрегатов, которые запускаются всего за 3-5 минут, допускают частые включения и отключения. Во время паводка мощность ГЭС в базисной части графика, с тем, чтобы после заполнения водохранилища не сбрасывать бесполезно избыток воды.
ГАЭС предназначены для выравнивания суточного графика нагрузки энергосистемы в часы провалов нагрузки, они работают в насосном режиме, перекачивая воду из нижнего бассейна в верхний запасая таким образом гидроэнергию.
В часы максимальной нагрузки они работают в турбинном режиме принимая на себя пиковую часть нагрузки энергосистемы Туст=1000-1500 час/год.
Режим работы АЭС
Атомные электростанции работают в базисном режиме, поскольку регулирование их мощности затруднительно и экономично. Это объясняется высокими требованиями их надежности, низкими маневренными свойствами оборудования и низкой величиной топливной составляющей затрат на эксплуатацию АЭС. Туст=6000-6500 час/год.
Режимы работы ТЭЦ
Максимальная экономичность ТЭЦ достигается в том случае, если они работают по тепловому графику, когда пропуск пара в конденсаторы турбин минимальный, поэтому основным режимом работы ТЭЦ является базисный режим с числом часов использования основного оборудования Туст=4500-5000 час/год.
В летнее время ТЭЦ частично работают в конденсационном режиме. Если возникает необходимость снижения электрической нагрузки ТЭЦ в ночное время, то их агрегаты можно разгрузить на 15-30% в зависимости от типа паровых турбин. При необходимости большей разгрузки недостающее тепло может быть получено с помощью редукционно – охладительной установки (РОУ).
Режимы работы КЭС (ГРЭС)
Конденсационные электрические станции в зависимости от применяемого оборудования могут работать в базисном и полупиковом режиме.
Время использования Туст=4500-5000 час/год. В полупиковом Туст =2000-3000 час/год.
В базисном режиме работают наиболее крупные и экономичные станции с мощными, но низко-маневренными блоками имеющие высокие параметры пара (давление 24 МПа, t=540 град.С). Экономичность блоков определяется минимальным расходом топлива. Для газо-мазутных станций он составляет 315-320 г/кВт.ч, для угольных станций этот расход больше. В ночное время нагрузка блоков может быть снижена до некоторого технологического минимума. Он составляет для блоков на твердом топливе 60-75% номинальной мощности блоков, на газо-мазутном топливе – 50%.
К блокам ЛЭС работающим в полупиковом режиме предъявляются ограничения по мощности и параметрам пара. Эти блоки должны быстро набирать нагрузку в часы максимума, однако это вызывает быстрое изменение температуры в стенках котлов, труб и т.д. и вызывает появление температурных напряжений.
Для предотвращения температурных напряжений в этих стенках и предотвращения их разрыва стенки не должны быть толстыми, поэтому параметры пара для полупиковых блоков имеют следующее значение (давление 13 МПа, t=560 град.С).