Как и в большинстве стран мира большая часть электроэнергии в России вырабатывается на ТЭС, сжигающих органическое топливо. В качестве топлива на ТЭС используют твердое, жидкое и газообразное топливо. Преобразование тепловой энергии в механическую работу, а затем в электроэнергию базируется на цикле Ренкина. Для увеличения КПД этого цикла используют различные методы.
Регенеративный подогрев воды
Для повышения КПД этого цикла используют регенеративный подогрев воды. При использовании регенеративного подогрева увеличение КПД зависит в основном от конечной температуры регенеративного подогрева и кол-ва подогревателей. На современных установках температура питательной воды составляет 230-260°С, а число подогревателей 7-9. Чтобы получить максимальный выигрыш в увеличении КПД за счет регенеративного подогрева необходимо сосчитать конечную температуру подогрева и кол-во подогревателей с давлением в регенеративных отборах. КПД цикла с регенерацией на 13-14% выше по сравнению с КПД цикла Ренкина.
Промежуточный перегрев пара
КПД цикла с промежуточным перегревом пара зависит от давления промежуточного перегрева. Давление промежуточного перегрева, при кот КПД будет max., называется термодинамическим оптимальным давлением. Его величина 17-20% от начальных давлений. При оптимальном давлении промежуточного перегрева КПД увеличивается на 4% по сравнению с циклом без промперегрева.
Увеличение начального давления пара
Увеличение тепловой экономичности ТЭЦ также связано с увеличением начального давления пара, но рост начального давления пара удорожает станцию, но как показывают расчеты чем > мощность блока станции, тем < влияние начального давления на удельное капиталовложение, поэтому установки большей мощности создаются при высоком давлении. В нашей стране принято 4 ступени начального давления пара: 3,4МПа, 8,8МПа, 12,75МПа, 23,5МПа. Этих ступеней вполне достаточно, чтобы выбрать оптимальные параметры пара для турбины любой мощности.
Увеличение начальной температуры
Увеличение КПД также связано с начальной температурой пара. Повышение температуры острого пара на 50°С уменьшает расход топлива на 2,5% в установках без промперегрева и на 3% с ним. Это при условии, что температура пара за промежуточным пароперегревателем также увеличится на 50°С. Для каждой марки стали установлена max температура пара. Чем выше температура пара, тем дороже металл, из которого изготавливают высокотемпературные элементы оборудования. Установки с высокой температурой требуют большего расхода дорогих аустенитных сталей, поэтому они не находят широкого применения в энергетике.
Отработанный в турбине пар поступает в конденсатор ч/з который проходит охлаждающаяся вода, в процессе конденсации эта вода нагревается, потом сбрасывается в водоем, подается в градирни для повторного использования. С охлаждающей водой на ТЭС теряется 65% энергии, а на АЭС – 70%.