Šiluminės elektrinės. Kas yra TPP

Šiluminėse elektrinėse gali būti įrengtos garo ir dujų turbinos, vidaus degimo varikliai. Labiausiai paplitusios yra šiluminės stotys su garo turbinomis, kurios savo ruožtu skirstomos į: kondensacija (KES)— visi garai, kuriuose, išskyrus nedidelius tiekimo vandens šildymui skirtus kiekius, naudojami turbinai sukti ir elektros energijai gaminti; šildymo jėgainės- kombinuotosios šilumos ir elektrinės (CHP), kurios yra elektros ir šilumos energijos vartotojų energijos šaltinis ir yra jų vartojimo zonoje.

Kondensacinės elektrinės

Kondensacinės elektrinės dažnai vadinamos valstybinėmis rajoninėmis elektrinėmis (GRES). IES dažniausiai yra šalia kuro gavybos zonų arba rezervuarų, naudojamų iš turbinų išleidžiamiems garams aušinti ir kondensuoti.

Kondensacinių elektrinių charakteristikos

didžiąja dalimi yra didelis atstumas nuo elektros energijos vartotojų, todėl elektros energiją reikia perduoti daugiausia esant 110–750 kV įtampai;
blokinis stoties statybos principas, suteikiantis didelių techninių ir ekonominių pranašumų, susidedančių iš eksploatacinio patikimumo didinimo ir eksploatacijos palengvinimo bei statybos ir montavimo darbų apimčių mažinimo.
Įprastą stoties funkcionavimą užtikrinantys mechanizmai ir įrenginiai sudaro jos sistemą.

IES gali veikti naudojant kietą (anglis, durpės), skystą (mazutas, alyva) kurą arba dujas.

Kuro tiekimas ir kietojo kuro paruošimas susideda iš jo transportavimo iš sandėlių į kuro paruošimo sistemą. Šioje sistemoje kuras yra susmulkintas, kad būtų toliau įpurškiamas į katilo krosnies degiklius. Degimo procesui palaikyti specialus ventiliatorius į krosnį priverčia orą, šildomą išmetamosiomis dujomis, kurios dūmų šalintuvu išsiurbiamos iš pakuros.

Skystas kuras į degiklius tiekiamas tiesiai iš sandėlio šildomas specialiais siurbliais.

Dujinio kuro ruošimas daugiausia susideda iš dujų slėgio reguliavimo prieš degimą. Dujos iš lauko ar saugyklos dujotiekiu transportuojamos į stoties dujų skirstymo tašką (BVP). Hidraulinio ardymo aikštelėje atliekamas dujų paskirstymas ir jų parametrų reguliavimas.

Procesai garo-vandens grandinėje

Pagrindinėje garo-vandens grandinėje atliekami šie procesai:

Kuro degimą krosnyje lydi šilumos išsiskyrimas, kuris šildo katilo vamzdžiais tekantį vandenį.
Vanduo virsta garais, kurių slėgis 13...25 MPa, esant 540...560 °C temperatūrai.
Katile gaminamas garas tiekiamas į turbiną, kur atlieka mechaninį darbą – suka turbinos veleną. Dėl to sukasi ir generatoriaus rotorius, esantis ant bendro veleno su turbina.
Turbinoje išleidžiami 0,003...0,005 MPa slėgio garai 120...140°C temperatūroje patenka į kondensatorių, kur virsta vandeniu, kuris pumpuojamas į deaeratorių.
Deaeratoriuje pašalinamos ištirpusios dujos, o pirmiausia deguonis, kuris yra pavojingas dėl korozinio aktyvumo.Cirkuliacinė vandens tiekimo sistema užtikrina, kad garai kondensatoriuje būtų aušinami vandeniu iš išorinio šaltinio (rezervuaro, upės, artezinio gręžinio) . Aušinamas vanduo, kurio temperatūra ne aukštesnė kaip 25...36 °C kondensatoriaus išėjimo angoje, išleidžiamas į vandentiekio sistemą.

Įdomų vaizdo įrašą apie šiluminės elektrinės veikimą galite peržiūrėti žemiau:

Norint kompensuoti garų nuostolius, papildomas vanduo, kuris anksčiau buvo chemiškai išvalytas, siurbliu tiekiamas į pagrindinę garo-vandens sistemą.

Pažymėtina, kad normaliam garo-vandens įrenginių darbui, ypač esant superkritiniams garo parametrams, svarbi į katilą tiekiamo vandens kokybė, todėl turbinos kondensatas praleidžiamas per nudruskinimo filtrų sistemą. Vandens valymo sistema skirta makiažo ir kondensacinio vandens valymui bei ištirpusių dujų pašalinimui iš jo.

Kietąjį kurą naudojančiose stotyse degimo produktai šlako ir pelenų pavidalu iš katilo krosnies pašalinami specialia šlako ir pelenų šalinimo sistema su specialiais siurbliais.

Deginant dujas ir mazutą, tokia sistema nereikalinga.

IES patiria didelių energijos nuostolių. Ypač dideli šilumos nuostoliai būna kondensatoriuje (iki 40..50% viso krosnyje išsiskiriančios šilumos kiekio), taip pat su išmetamosiomis dujomis (iki 10%). Šiuolaikinių IES efektyvumas su aukštu garo slėgio ir temperatūros parametrais siekia 42%.

IES elektrinė dalis yra pagrindinių elektros įrenginių (generatorių, ) ir pagalbiniams poreikiams skirtų elektros įrenginių rinkinys, įskaitant šynas, perjungimo ir kitus įrenginius su visomis tarp jų padarytomis jungtimis.

Stoties generatoriai sujungiami į blokus su pakopiniais transformatoriais, tarp kurių nėra jokių įrenginių.

Šiuo atžvilgiu generatoriaus įtampos skirstomieji įrenginiai IES nėra statomi.

110-750 kV skirstomieji įrenginiai, priklausomai nuo jungčių skaičiaus, įtampos, perduodamos galios ir reikiamo patikimumo lygio, gaminami pagal standartines elektros prijungimo schemas. Kryžminės jungtys tarp blokų vyksta tik aukščiausio lygio skirstyklose arba elektros sistemoje, taip pat kurui, vandeniui ir garams.

Šiuo atžvilgiu kiekvienas maitinimo blokas gali būti laikomas atskira autonomine stotimi.

Norint aprūpinti elektrą savo stoties reikmėms, iš kiekvieno bloko generatorių gaminami čiaupai. Galingiems elektros varikliams (200 kW ir daugiau) maitinti naudojama generatoriaus įtampa, mažesnės galios varikliams ir apšvietimo įrenginiams – 380/220 V sistema. Elektros grandinės pačios stoties reikmėms gali būti skirtingos.

Kitas įdomus vaizdo įrašas apie šiluminės elektrinės darbą iš vidaus:

Kombinuotosios šilumos ir elektrinės

Kombinuotosios elektrinės, kurios yra kombinuotos elektros ir šilumos energijos gamybos šaltiniai, turi žymiai didesnį CES (iki 75%). Tai paaiškinama tuo. kad dalis turbinose išmetamų garų būtų naudojama pramonės gamybos (technologijų), šildymo, karšto vandens tiekimo reikmėms.

Šis garas arba tiesiogiai tiekiamas pramonės ir buities reikmėms, arba iš dalies naudojamas vandeniui pašildyti specialiuose katiluose (šildytuvuose), iš kurių vanduo šilumos tinklais siunčiamas šilumos energijos vartotojams.

Pagrindinis skirtumas tarp energijos gamybos technologijos, palyginti su IES, yra garo-vandens grandinės specifika. Teikti tarpinį turbinos garo ištraukimą, taip pat energijos tiekimo būdą, pagal kurį pagrindinė jo dalis paskirstoma generatoriaus įtampa per generatoriaus skirstomąjį įrenginį (GRU).

Ryšys su kitomis elektros sistemos stotimis vyksta esant padidintai įtampai per pakopinius transformatorius. Vieno generatoriaus remonto ar avarinio išjungimo metu trūkstama galia gali būti perduodama iš elektros sistemos per tuos pačius transformatorius.

Kogeneracinės elektrinės veikimo patikimumui padidinti numatytas šynų skirstymas į dalis.

Taigi, įvykus avarijai ant padangų ir vėliau suremontavus vieną iš sekcijų, antroji sekcija lieka veikti ir tiekia maitinimą vartotojams per likusias maitinimo linijas.

Pagal tokias schemas statomi pramoniniai su generatoriais iki 60 MW, skirtais maitinti vietines apkrovas 10 km spinduliu.

Dideliuose šiuolaikiniuose naudojami generatoriai, kurių galia siekia iki 250 MW, kurių bendra stoties galia 500-2500 MW.

Šie pastatyti už miesto ribų ir elektra perduodama 35-220 kV įtampa, GRU nenumatyta, visi generatoriai sujungiami į blokus su pakopiniais transformatoriais. Jei reikia tiekti maitinimą mažai vietinei apkrovai šalia bloko apkrovos, tarp generatoriaus ir transformatoriaus yra įrengti blokų čiaupai. Galimos ir kombinuotos stočių schemos, kuriose yra pagrindinė skirstomoji įranga ir keli generatoriai, sujungti pagal blokines schemas.

Elektros jėgainė – tai jėgainė, kuri gamtinę energiją paverčia elektros energija. Labiausiai paplitusios yra šiluminės elektrinės (TPP), kuriose naudojama šiluminė energija, išsiskirianti deginant organinį kurą (kietą, skystą ir dujinį).

Šiluminės elektrinės pagamina apie 76% mūsų planetoje pagaminamos elektros energijos. Taip yra dėl iškastinio kuro buvimo beveik visose mūsų planetos vietose; galimybė transportuoti organinį kurą iš gavybos vietos į elektrinę, esančią šalia energijos vartotojų; techninė pažanga šiluminėse elektrinėse, užtikrinanti didelės galios šiluminių elektrinių statybą; galimybė panaudoti atliekinę šilumą iš darbinio skysčio ir tiekti ją vartotojams, be elektros energijos, ir šiluminę (su garu ar karštu vandeniu) ir kt.

Aukštą techninį energijos lygį galima užtikrinti tik turint darnią gamybos pajėgumų struktūrą: energetikos sistemoje turi būti atominės elektrinės, gaminančios pigią elektros energiją, tačiau turinčios rimtus apkrovos kitimo diapazono ir greičio apribojimus, ir šiluminės elektrinės, kurios tiekia energiją. šilumos ir elektros energijos, kurių kiekis priklauso nuo energijos poreikio, šilumos ir galingų garo turbinų jėgos agregatų, veikiančių sunkiuoju kuru, bei mobilių autonominių dujų turbinų agregatų, apimančių trumpalaikius apkrovos pikus.

1.1 Elektros elektrinių tipai ir jų savybės.

Fig. 1 pateikta iškastinį kurą naudojančių šiluminių elektrinių klasifikacija.

1 pav. Šiluminių elektrinių, naudojančių iškastinį kurą, tipai.

2 pav. Šiluminės elektrinės šiluminė schema

1 – garo katilas; 2 – turbina; 3 – elektros generatorius; 4 – kondensatorius; 5 – kondensato siurblys; 6 – žemo slėgio šildytuvai; 7 – deaeratorius; 8 – padavimo siurblys; 9 – aukšto slėgio šildytuvai; 10 – drenažo siurblys.

Šiluminė elektrinė yra įrenginių ir prietaisų kompleksas, kuris kuro energiją paverčia elektros ir (bendrai) šilumine energija.

Šiluminės elektrinės pasižymi didele įvairove ir gali būti klasifikuojamos pagal įvairius kriterijus.

Pagal paskirtį ir tiekiamos energijos rūšį elektrinės skirstomos į regionines ir pramonines.

Rajono elektrinės – tai savarankiškos visuomeninės elektrinės, aptarnaujančios visų tipų vartotojus regione (pramonės įmones, transportą, gyventojus ir kt.). Rajono kondensacinės elektrinės, gaminančios daugiausia elektros energiją, dažnai išlaiko savo istorinį pavadinimą – GRES (valstybinės rajoninės elektrinės). Rajono elektrinės, gaminančios elektros ir šiluminę energiją (garo arba karšto vandens pavidalu), vadinamos kombinuotomis šilumos ir elektros energijos elektrinėmis (CHP). Valstybinių rajonų elektrinių ir rajoninių šiluminių elektrinių galia paprastai yra didesnė nei 1 mln. kW.

Pramoninės elektrinės – tai elektrinės, tiekiančios šilumos ir elektros energiją konkrečioms gamybos įmonėms ar jų kompleksui, pavyzdžiui, chemijos gamyklai. Pramonės elektrinės yra pramonės įmonių, kurias jos aptarnauja, dalis. Jų pajėgumas yra nulemtas pramonės įmonių šilumos ir elektros energijos poreikių ir, kaip taisyklė, yra žymiai mažesnis nei rajoninių šiluminių elektrinių. Dažnai pramoninės elektrinės veikia bendrame elektros tinkle, tačiau nėra pavaldžios elektros sistemos dispečeriui.

Pagal naudojamo kuro rūšį šiluminės elektrinės skirstomos į elektrines, veikiančias naudojant iškastinį kurą ir branduolinį kurą.

Kondensacinės elektrinės, veikiančios naudojant iškastinį kurą, tuo metu, kai dar nebuvo atominių elektrinių (AE), istoriškai buvo vadinamos šiluminėmis elektrinėmis (TES – šiluminė elektrinė). Šia prasme šis terminas bus vartojamas toliau, nors šiluminės elektrinės, atominės elektrinės, dujų turbininės elektrinės (GTPP) ir kombinuoto ciklo elektrinės (CGPP) taip pat yra šiluminės elektrinės, veikiančios šiluminio konvertavimo principu. energija virsta elektros energija.

Šiluminėse elektrinėse kaip organinis kuras naudojamas dujinis, skystasis ir kietasis kuras. Dauguma Rusijos šiluminių elektrinių, ypač europinėje dalyje, naudoja gamtines dujas kaip pagrindinį kurą, o mazutą – kaip atsarginį kurą, pastarąjį dėl brangumo naudoja tik kraštutiniais atvejais; Tokios šiluminės elektrinės vadinamos gazolinėmis elektrinėmis. Daugelyje regionų, daugiausia azijietiškoje Rusijos dalyje, pagrindinis kuras yra šiluminė anglys – mažo kaloringumo anglis arba atliekos, gautos išgaunant kaloringas anglis (antracito anglis – ASh). Kadangi prieš deginimą tokios anglys specialiuose malūnuose sumalamos iki dulkėtumo, tokios šiluminės elektrinės vadinamos miltelinėmis anglimis.

Pagal šiluminėse elektrinėse naudojamų šiluminių elektrinių tipą šiluminei energijai paversti mechanine turbininių agregatų rotorių sukimosi energija išskiriamos garo turbinos, dujų turbinos ir kombinuoto ciklo jėgainės.

Garo turbinų jėgainių pagrindas yra garo turbininiai blokai (STU), kuriuose šiluminė energija paverčiama mechanine energija sudėtingiausia, galingiausia ir itin pažangiausia energijos mašina – garo turbina. PTU yra pagrindinis šiluminių elektrinių, termofikacinių elektrinių ir atominių elektrinių elementas.

STP, kurios turi kondensacines turbinas kaip elektros generatorių pavarą ir nenaudoja išmetamųjų garų šilumos tiekti šiluminę energiją išoriniams vartotojams, vadinamos kondensacinėmis elektrinėmis. ATM, kuriuose įrengtos šildymo turbinos ir išmetamųjų garų šilumą išleidžia pramoniniams ar komunaliniams vartotojams, vadinami kombinuotomis šilumos ir elektros elektrinėmis (CHP).

Dujų turbininėse šiluminėse elektrinėse (GTPP) sumontuoti dujų turbininiai blokai (GTU), veikiantys dujiniu arba, kraštutiniais atvejais, skystuoju (dyzeliniu) kuru. Kadangi už dujų turbinos elektrinės dujų temperatūra yra gana aukšta, jos gali būti naudojamos tiekti šilumos energiją išoriniams vartotojams. Tokios elektrinės vadinamos GTU-CHP. Šiuo metu Rusijoje veikia viena 600 MW galios dujų turbininė elektrinė (GRES-3, pavadinta Klassono vardu, Elektrogorskas, Maskvos sritis) ir viena dujų turbininė kogeneracinė jėgainė (Maskvos srities Elektrostalio mieste).

Tradicinis modernus dujų turbininis blokas (GTU) – tai oro kompresoriaus, degimo kameros ir dujų turbinos bei jo darbą užtikrinančių pagalbinių sistemų derinys. Dujų turbinos bloko ir elektros generatoriaus derinys vadinamas dujų turbinos bloku.

Kombinuoto ciklo šiluminėse elektrinėse įrengti kombinuoto ciklo dujų blokai (CCG), kurie yra dujų turbinų ir garo turbinų derinys, leidžiantis pasiekti aukštą efektyvumą. CCGT-CHP elektrinės gali būti suprojektuotos kaip kondensacinės (CCP-CHP) ir su šilumos energijos tiekimu (CCP-CHP). Šiuo metu Rusijoje veikia keturios naujos CCGT-CHP elektrinės (Sankt Peterburgo šiaurės vakarų kogeneracinė elektrinė, Kaliningradas, OJSC Mosenergo CHPP-27 ir Sochinskaya), o Tiumenės kogeneracinėje elektrinėje taip pat pastatyta kogeneracinė CCGT elektrinė. 2007 m. pradėtas eksploatuoti Ivanovo CCGT-KES.

Modulinės šiluminės elektrinės susideda iš atskirų, dažniausiai to paties tipo, elektrinių – jėgos agregatų. Maitinimo bloke kiekvienas katilas tiekia garą tik į savo turbiną, iš kurios po kondensacijos grįžta tik į savo katilą. Visos galingos valstybinės rajoninės elektrinės ir šiluminės elektrinės, turinčios vadinamąjį tarpinį garo perkaitinimą, statomos pagal blokinę schemą. Šiluminėse elektrinėse su kryžminėmis jungtimis katilų ir turbinų darbas užtikrinamas skirtingai: visi šiluminės elektrinės katilai tiekia garą į vieną bendrą garo liniją (kolektorių), o iš jos maitinamos visos šiluminės elektrinės garo turbinos. Pagal šią schemą statomos CES be tarpinio perkaitimo ir beveik visos kogeneracinės elektrinės su subkritiniais pradiniais garo parametrais.

Pagal pradinio slėgio lygį išskiriamos subkritinio slėgio, superkritinio slėgio (SCP) ir supersuperkritinių parametrų (SSCP) šiluminės elektrinės.

Kritinis slėgis yra 22,1 MPa (225,6 at). Rusijos šilumos ir elektros pramonėje pradiniai parametrai yra standartizuoti: šiluminės elektrinės ir kogeneracinės elektrinės statomos 8,8 ir 12,8 MPa (90 ir 130 atm) subkritiniam slėgiui, o SKD - 23,5 MPa (240 atm). . Dėl techninių priežasčių šiluminės elektrinės su superkritiniais parametrais papildomos tarpiniu perkaitimu ir pagal blokinę schemą. Prie superkritinių parametrų paprastai priskiriamas didesnis nei 24 MPa (iki 35 MPa) slėgis ir didesnė nei 5600 C (iki 6200 C) temperatūra, kurių naudojimui reikalingos naujos medžiagos ir naujos įrangos konstrukcijos. Dažnai skirtingų parametrų lygių šiluminės elektrinės arba kombinuotos šilumos ir elektrinės statomos keliais etapais – eilėmis, kurių parametrai didėja įvedus kiekvieną naują eilę.

Šiuolaikiniam pasauliui reikia didžiulio energijos kiekio (elektros ir šiluminės), kuris gaminamas įvairių tipų elektrinėse.

Žmogus išmoko išgauti energiją iš kelių šaltinių (angliavandenilio kuro, branduolinių išteklių, krintančio vandens, vėjo ir kt.) Tačiau iki šių dienų populiariausios ir efektyviausios išlieka šiluminės ir atominės elektrinės, apie kurias bus kalbama.

Kas yra atominė elektrinė?

Branduolinė elektrinė (AE) – tai įrenginys, kuriame energijai gaminti naudojama branduolinio kuro skilimo reakcija.

Bandymus panaudoti kontroliuojamą (tai yra, kontroliuojamą, nuspėjamą) branduolinę reakciją elektrai gaminti sovietų ir amerikiečių mokslininkai darė vienu metu – praėjusio amžiaus 40-aisiais. 50-aisiais „taikus atomas“ tapo realybe, o atominės elektrinės buvo pradėtos statyti daugelyje pasaulio šalių.

Centrinis bet kurios atominės elektrinės blokas yra branduolinis įrenginys, kuriame vyksta reakcija. Radioaktyviosioms medžiagoms skylant išsiskiria didžiulis šilumos kiekis. Išsiskyrusi šiluminė energija naudojama aušinimo skysčiui (dažniausiai vandeniui) šildyti, kuris, savo ruožtu, šildo antrinio kontūro vandenį, kol virsta garais. Karšti garai sukasi turbinas, todėl susidaro elektros energija.

Visame pasaulyje vyksta diskusijos apie galimybę panaudoti branduolinę energiją elektros gamybai. Atominių elektrinių šalininkai kalba apie didelį jų našumą, naujausios kartos reaktorių saugumą, apie tai, kad tokios elektrinės neteršia aplinkos. Oponentai įrodinėja, kad atominės elektrinės yra potencialiai itin pavojingos, o jų eksploatavimas ir ypač panaudoto branduolinio kuro šalinimas susijęs su milžiniškomis išlaidomis.

Kas yra TES?

Tradiciškiausias ir labiausiai pasaulyje paplitęs elektrinių tipas yra šiluminės elektrinės. Šiluminės elektrinės (kaip reiškia ši santrumpa) elektros energiją gamina degindamos angliavandenilių kurą – dujas, anglį, mazutą.

Šiluminės elektrinės veikimo schema yra tokia: degant kurui susidaro didelis kiekis šiluminės energijos, kurios pagalba šildomas vanduo. Vanduo virsta perkaitintais garais, kurie tiekiami į turbogeneratorių. Besisukdamos turbinos pajudina elektros generatoriaus dalis, generuodamos elektros energiją.

Kai kuriose šiluminėse elektrinėse nėra šilumos perdavimo aušinimo skysčiui (vandeniui) fazės. Juose naudojami dujų turbininiai agregatai, kuriuose turbiną suka dujos, gaunamos tiesiogiai deginant kurą.

Reikšmingas šiluminių elektrinių pranašumas yra kuro prieinamumas ir santykinis pigumas. Tačiau šiluminės stotys turi ir trūkumų. Tai visų pirma yra aplinkos grėsmė aplinkai. Deginant kurą, į atmosferą patenka daug kenksmingų medžiagų. Kad šiluminės elektrinės būtų saugesnės, naudojama daugybė būdų, tarp jų: kuro sodrinimas, specialių filtrų, kurie sulaiko kenksmingus junginius, įrengimas, išmetamųjų dujų recirkuliacijos naudojimas ir kt.

Kas yra CHP?

Pats šio objekto pavadinimas primena ankstesnįjį, o iš tikrųjų šiluminės elektrinės, kaip ir šiluminės elektrinės, konvertuoja sudegusio kuro šiluminę energiją. Tačiau, be elektros, šilumą vartotojams tiekia kombinuotos šilumos ir elektros jėgainės (ty CHP). Kogeneracinės elektrinės ypač aktualios šalto klimato zonose, kur būtina šiluma aprūpinti gyvenamuosius ir gamybinius pastatus. Štai kodėl Rusijoje yra tiek daug šiluminių elektrinių, kuriose tradiciškai naudojamas centrinis šildymas ir vandens tiekimas miestams.

Pagal veikimo principą šiluminės elektrinės priskiriamos kondensacinėms elektrinėms, tačiau skirtingai nei jos, šiluminėse elektrinėse dalis pagamintos šiluminės energijos panaudojama elektros energijai gaminti, o kita dalis – aušinimo skysčiui šildyti, tiekiamas vartotojui.

CHP yra efektyvesnė, palyginti su įprastomis šiluminėmis elektrinėmis, nes leidžia maksimaliai išnaudoti gaunamą energiją. Juk po elektros generatoriaus sukimosi garai išlieka karšti, o šią energiją galima panaudoti šildymui.

Be šiluminių elektrinių, yra atominės šiluminės elektrinės, kurios ateityje turėtų vaidinti pagrindinį vaidmenį tiekiant elektrą ir šilumą šiauriniuose miestuose.

Pagrindinis Rusijos elektrinių tipas yra šiluminės elektrinės (CHP). Šie įrenginiai pagamina apie 67% Rusijos elektros energijos. Jų išdėstymui įtakos turi degalų ir vartotojų veiksniai. Galingiausios elektrinės yra kuro gamybos vietose. Šiluminės elektrinės, naudojančios kaloringą transportuojamą kurą, yra skirtos vartotojams.

Šiluminės elektrinės naudoja plačiai prieinamus kuro išteklius, yra gana laisvai išdėstytos ir gali gaminti elektros energiją be sezoninių svyravimų. Jų statyba atliekama greitai ir reikalauja mažiau darbo ir medžiagų sąnaudų. Tačiau TPP turi didelių trūkumų. Jie naudoja neatsinaujinančius išteklius, pasižymi mažu efektyvumu (30-35%), daro itin neigiamą poveikį aplinkai. Šiluminės elektrinės visame pasaulyje kasmet į atmosferą išmeta 200–250 milijonų tonų pelenų ir apie 60 milijonų tonų sieros dioksido 6, taip pat sugeria didžiulius kiekius deguonies. Nustatyta, kad anglys mikrodozėse beveik visada turi U 238, Th 232 ir radioaktyvaus anglies izotopo. Daugumoje Rusijos šiluminių elektrinių nėra įrengtų efektyvių išmetamųjų dujų valymo iš sieros ir azoto oksidų sistemų. Nors gamtinėmis dujomis veikiantys įrenginiai yra daug švaresni aplinkai nei anglies, skalūnų ir mazuto gamyklos, dujotiekių įrengimas (ypač šiauriniuose regionuose) kenkia aplinkai.

Šiluminė elektrinė yra įrangos ir prietaisų kompleksas, kuris kuro energiją paverčia elektros ir (bendrai) šilumine energija.

Šiluminės elektrinės pasižymi didele įvairove ir gali būti klasifikuojamos pagal įvairius kriterijus.

1. Pagal tiekiamos energijos paskirtį ir rūšį elektrinės skirstomos į regionines ir pramonines.

Rajono elektrinės – tai savarankiškos visuomeninės elektrinės, aptarnaujančios visų tipų vartotojus regione (pramonės įmones, transportą, gyventojus ir kt.). Rajono kondensacinės elektrinės, gaminančios daugiausia elektros energiją, dažnai išlaiko savo istorinį pavadinimą – GRES (valstybinės rajoninės elektrinės). Rajono elektrinės, gaminančios elektros ir šiluminę energiją (garo arba karšto vandens pavidalu), vadinamos kombinuotomis šilumos ir elektros energijos elektrinėmis (CHP). CHP elektrinės yra įrenginiai, skirti kombinuotai elektros ir šilumos gamybai. Jų efektyvumas siekia 70%, o IES – 30-35%. CHP jėgainės yra susietos su vartotojais, nes Šilumos perdavimo spindulys (garas, karštas vanduo) yra 15-20 km. Didžiausia termofikacinės elektrinės galia yra mažesnė nei CPP.

Valstybinių rajonų elektrinių ir rajoninių šiluminių elektrinių galia paprastai yra didesnė nei 1 mln. kW.

2. Pagal naudojamo kuro rūšį šiluminės elektrinės skirstomos į elektrines, veikiančias organiniu kuru ir branduoliniu kuru.

Šiluminės elektrinės, veikiančios iškastinį kurą, vadinamos kondensacinės elektrinės (CPS). Branduolinis kuras naudojamas atominėse elektrinėse (AE). Šia prasme šis terminas bus vartojamas toliau, nors šiluminės elektrinės, atominės elektrinės, dujų turbininės elektrinės (GTPP) ir kombinuoto ciklo elektrinės (CGPP) taip pat yra šiluminės elektrinės, veikiančios šiluminio konvertavimo principu. energija virsta elektros energija.

Pagrindinis vaidmuo tarp šiluminių įrenginių tenka kondensacinėms elektrinėms (CPS). Jie traukia tiek kuro šaltinius, tiek vartotojus, todėl yra labai plačiai paplitę. Kuo didesnis IES, tuo toliau jis gali perduoti elektros energiją, t.y. Didėjant galiai, didėja kuro ir energijos faktoriaus įtaka.

Šiluminėse elektrinėse kaip organinis kuras naudojamas dujinis, skystasis ir kietasis kuras. Dėmesys kuro bazėms atsiranda, kai yra pigūs ir negabenami kuro ištekliai (rudosios Kansko-Ačinsko baseino anglys) arba elektrinės, naudojančios durpes, skalūnus ir mazutą (tokie CPP dažniausiai siejami su naftos perdirbimo centrais ). Dauguma Rusijos šiluminių elektrinių, ypač europinėje dalyje, naudoja gamtines dujas kaip pagrindinį kurą, o mazutą – kaip atsarginį kurą, pastarąjį dėl brangumo naudoja tik kraštutiniais atvejais; Tokios šiluminės elektrinės vadinamos gazolinėmis elektrinėmis. Daugelyje regionų, daugiausia azijietiškoje Rusijos dalyje, pagrindinis kuras yra šiluminė anglys – mažo kaloringumo anglis arba didelio kaloringumo anglies atliekos (antracito anglis – AS). Kadangi prieš deginimą tokios anglys specialiuose malūnuose sumalamos iki dulkėtumo, tokios šiluminės elektrinės vadinamos miltelinėmis anglimis.

3. Pagal šiluminėse elektrinėse naudojamų šiluminių elektrinių tipą šiluminei energijai paversti mechanine turbininių blokų rotorių sukimosi energija išskiriamos garo turbinos, dujų turbinos ir kombinuoto ciklo jėgainės.

Dujų turbininės šiluminės elektrinės (GTPP) yra įrengti dujų turbinų blokai (GTU), veikiantys dujiniu arba, kraštutiniais atvejais, skystuoju (dyzeliniu) kuru. Kadangi už dujų turbinos elektrinės dujų temperatūra yra gana aukšta, jos gali būti naudojamos tiekti šilumos energiją išoriniams vartotojams. Tokios elektrinės vadinamos GTU-CHP. Šiuo metu Rusijoje veikia viena 600 MW galios dujų turbininė elektrinė (GRES-3, pavadinta Klassono vardu, Elektrogorskas, Maskvos sritis) ir viena dujų turbininė kogeneracinė jėgainė (Maskvos srities Elektrostalio mieste).

Kombinuoto ciklo šiluminės elektrinės yra įrengti kombinuoto ciklo dujų turbinų blokai (CCGT), kurie yra dujų turbinų ir garo turbinų blokų derinys, leidžiantis pasiekti aukštą efektyvumą. CCGT-CHP elektrinės gali būti suprojektuotos kaip kondensacinės (CCP-CHP) ir su šilumos energijos tiekimu (CCP-CHP). Rusijoje veikia tik viena CCGT-CHP (PGU-450T), kurios galia yra 450 MW. Valstybinėje Nevinnomysko rajono elektrinėje veikia 170 MW galios PGU-170, o Sankt Peterburgo pietinėje šiluminėje elektrinėje – 300 MW galios PGU-300.

4. Pagal garo vamzdynų technologinę schemą šiluminės elektrinės skirstomos į blokines šilumines elektrines ir šilumines elektrines su kryžminėmis jungtimis.

5. Pagal pradinio slėgio lygį išskiriamos subkritinio slėgio ir superkritinio slėgio (SCP) šiluminės elektrinės.

Panagrinėkime tipinę kondensacinę šiluminę elektrinę, veikiančią organiniu kuru (3.1 pav.).

Ryžiai. 3.1. Gazolio šiluminis balansas ir

anglies miltelių (skaičiai skliausteliuose) šiluminė elektrinė

Kuras tiekiamas į katilą, o jam deginti čia tiekiamas oksidatorius - oras, kuriame yra deguonies. Oras paimamas iš atmosferos. Priklausomai nuo degimo sudėties ir šilumos, pilnam 1 kg kuro sudegimui reikia 10–15 kg oro, taigi oras taip pat yra natūrali „žaliava“ elektros energijai gaminti, kurią tiekti į degimą. zonoje būtina turėti galingus didelio našumo kompresorius. Dėl cheminės degimo reakcijos, kurios metu kuro anglis C virsta oksidais CO 2 ir CO, vandenilis H 2 į vandens garus H 2 O, siera S į oksidus SO 2 ir SO 3 ir kt., kuro degimas. susidaro produktai – įvairių aukštos temperatūros dujų mišinys. Būtent kuro degimo produktų šiluminė energija yra šiluminių elektrinių gaminamos elektros energijos šaltinis.

Toliau katilo viduje šiluma iš išmetamųjų dujų perduodama vandeniui, judančiam vamzdžių viduje. Deja, ne visa šiluminė energija, išsiskirianti deginant kurą, dėl techninių ir ekonominių priežasčių gali būti perduota vandeniui. Kuro degimo produktai (dūmų dujos), atvėsę iki 130–160 °C temperatūros, iš šiluminės elektrinės išeina per kaminą. Išmetamųjų dujų išnešama šilumos dalis, priklausomai nuo naudojamo kuro rūšies, darbo režimo ir darbo kokybės, yra 5–15 proc.

Dalis katilo viduje likusios ir į vandenį perduodamos šiluminės energijos užtikrina aukštų pradinių parametrų garo susidarymą. Šis garas siunčiamas į garo turbiną. Turbinos išleidimo angoje, naudojant įtaisą, vadinamą kondensatoriumi, palaikomas gilus vakuumas: slėgis už garo turbinos yra 3–8 kPa (prisiminkime, kad atmosferos slėgis yra 100 kPa). Todėl garai, aukštu slėgiu patekę į turbiną, pereina į kondensatorių, kur slėgis žemas, ir plečiasi. Būtent garo plėtimasis užtikrina jo potencialios energijos pavertimą mechaniniu darbu. Garo turbina suprojektuota taip, kad garo plėtimosi energija paverčiama jos rotoriaus sukimu. Turbinos rotorius yra prijungtas prie elektros generatoriaus rotoriaus, kurio statoriaus apvijose generuojama elektros energija, kuri yra galutinis naudingas šiluminės elektrinės darbo produktas (gėris).

Kondensatoriui, kuris ne tik užtikrina žemą slėgį už turbinos, bet ir kondensuojasi (virsta į vandenį) garai, veikti reikia daug šalto vandens. Tai trečioji šiluminėms elektrinėms tiekiama „žaliava“, kuri šiluminių elektrinių darbui ne mažiau svarbi nei kuras. Todėl šiluminės elektrinės statomos arba prie esamų natūralių vandens šaltinių (upės, jūros), arba statomi dirbtiniai šaltiniai (aušinimo tvenkinys, oro aušinimo bokštai ir kt.).

Pagrindiniai šilumos nuostoliai šiluminėse elektrinėse atsiranda dėl kondensacijos šilumos perdavimo aušinimo vandeniui, kuris vėliau ją išskiria į aplinką. Su aušinimo vandens šiluma prarandama daugiau nei 50% šiluminei elektrinei kuro tiekiamos šilumos. Be to, rezultatas – šiluminė aplinkos tarša.

Dalis kuro šiluminės energijos šiluminėje elektrinėje sunaudojama arba šilumos pavidalu (pavyzdžiui, šildyti mazutą, tiekiamą į šiluminę elektrinę tirštu pavidalu geležinkelio rezervuaruose), arba elektros pavidalu ( pavyzdžiui, varyti įvairios paskirties siurblių elektros variklius). Ši nuostolių dalis vadinama savo poreikiais.

Normaliam šiluminių elektrinių darbui, be „žaliavų“ (kuro, aušinimo vandens, oro), reikia daug kitų medžiagų: alyvos, skirtos tepimo sistemoms eksploatuoti, turbinų reguliavimui ir apsaugai, reagentų (dervų) darbiniam skysčiui valyti, daug remonto medžiagų.

Galiausiai galingas šilumines elektrines aptarnauja daugybė darbuotojų, kurie užtikrina nuolatinę eksploataciją, įrenginių priežiūrą, techninių ir ekonominių rodiklių analizę, tiekimą, valdymą ir kt. Apytiksliai galime daryti prielaidą, kad 1 MW instaliuotos galios reikia 1 žmogaus, todėl galingos šiluminės elektrinės personalas yra keli tūkstančiai žmonių. Bet kuri kondensacinė garo turbininė jėgainė turi keturis privalomus elementus:

· energijos katilas, arba tiesiog katilas, į kurį tiekiamas aukšto slėgio vanduo, kuras ir atmosferinis oras degimui. Degimo procesas vyksta katilo krosnyje – kuro cheminė energija paverčiama šilumine ir spinduliavimo energija. Tiekiamas vanduo teka per vamzdžių sistemą, esančią katilo viduje. Degantis kuras yra galingas šilumos šaltinis, kuris perduodamas į tiekiamą vandenį. Pastarasis kaitinamas iki virimo temperatūros ir išgaruoja. Tame pačiame katile susidarę garai perkaitinami virš virimo temperatūros. Šis garas, kurio temperatūra 540°C ir slėgis 13-24 MPa, vienu ar keliais vamzdynais tiekiamas į garo turbiną;

· turbinos blokas, susidedantis iš garo turbinos, elektros generatoriaus ir žadintuvo. Garo turbina, kurioje garai išplečiami iki labai žemo slėgio (apie 20 kartų mažesnio už atmosferos slėgį), suspausto ir įkaitinto garo potencialią energiją paverčia turbinos rotoriaus sukimosi kinetine energija. Turbina varo elektros generatorių, kuris generatoriaus rotoriaus sukimosi kinetinę energiją paverčia elektros srove. Elektros generatorius susideda iš statoriaus, kurio elektros apvijose generuojama srovė, ir rotoriaus, kuris yra besisukantis elektromagnetas, maitinamas žadintuvo;

· Kondensatorius skirtas kondensuoti iš turbinos gaunamus garus ir sukurti gilų vakuumą. Tai leidžia labai ženkliai sumažinti energijos sąnaudas vėlesniam susidariusio vandens suspaudimui ir tuo pačiu padidinti garo efektyvumą, t.y. gauti daugiau galios iš katilo generuojamų garų;

· tiekimo siurblys, skirtas tiekti tiekiamą vandenį į katilą ir sukurti aukštą slėgį priešais turbiną.

Taigi PTU virš darbinio skysčio vyksta nenutrūkstamas sudegusio kuro cheminės energijos pavertimo elektros energija ciklas.

Be išvardytų elementų, tikrame STP papildomai yra daug siurblių, šilumokaičių ir kitų prietaisų, reikalingų jo efektyvumui padidinti. Technologinis elektros gamybos procesas dujomis kūrenamoje šiluminėje elektrinėje parodytas fig. 3.2.

Pagrindiniai nagrinėjamos elektrinės elementai (3.2 pav.) – katilinė, gaminanti aukštų parametrų garą; turbina arba garo turbinos agregatas, paverčiantis garo šilumą į mechaninę turbinos rotoriaus sukimosi energiją, ir elektros prietaisai (elektros generatorius, transformatorius ir kt.), užtikrinantys elektros energijos gamybą.

Pagrindinis katilo įrengimo elementas yra katilas. Katilo darbui skirtos dujos tiekiamos iš dujų skirstymo stoties, prijungtos prie magistralinio dujotiekio (paveikslėlyje neparodyta) į dujų skirstymo tašką (BVP) 1. Čia jų slėgis sumažinamas iki kelių atmosferų ir tiekiamos į degiklius. 2 esantis katilo apačioje (tokie degikliai vadinami židinio degikliais).

Ryžiai. 3.2. Technologinis elektros gamybos procesas dujomis kūrenamose šiluminėse elektrinėse

Pats katilas yra U formos konstrukcija su stačiakampio skerspjūvio dujotiekiais. Kairioji jo dalis vadinama židiniu. Krosnelės vidus laisvas, joje dega kuras, šiuo atveju dujos. Tam specialus pūstuvas 28 nuolat tiekia karštą orą į degiklius, šildomą oro šildytuve 25. Pav. 3.2 paveiksle pavaizduotas vadinamasis rotacinis oro šildytuvas, kurio šilumą kaupiantis įpakavimas pirmoje apsisukimo pusėje šildomas išmetamosiomis išmetamosiomis dujomis, o antroje apsisukimo pusėje šildo iš atmosferos ateinantį orą. Oro temperatūrai padidinti naudojama recirkuliacija: dalis išmetamųjų dujų, išeinančių iš katilo, panaudojama specialiu recirkuliaciniu ventiliatoriumi. 29 tiekiamas į pagrindinį orą ir sumaišomas su juo. Karštas oras sumaišomas su dujomis ir per katilo degiklius tiekiamas į jo pakurą – kamerą, kurioje dega kuras. Degant susidaro deglas, kuris yra galingas spindulinės energijos šaltinis. Taigi, degant kurui, jo cheminė energija paverčiama degiklio šilumine ir spinduliavimo energija.

Krosnies sienelės išklotos tinkleliais 19 - vamzdžiais, į kuriuos tiekiamas vanduo iš ekonomaizerio 24. Diagramoje parodytas vadinamasis tiesioginio srauto katilas, kurio ekranuose tiekiamas vanduo, praeinantis per katilo vamzdžių sistemą tik vieną kartą. , kaitinamas ir išgarinamas, virsta sausais sočiais garais. Plačiai naudojami būgniniai katilai, kurių ekranuose pakartotinai cirkuliuojamas tiekiamas vanduo, o būgne nuo katilo vandens atskiriami garai.

Erdvė už katilo pakuros gana tankiai užpildyta vamzdžiais, kurių viduje juda garai ar vanduo. Iš išorės šie vamzdžiai plaunami karštomis dūmų dujomis, kurios palaipsniui atvėsta judamos kamino 26 link.

Sausi prisotinti garai patenka į pagrindinį perkaitintuvą, susidedantį iš lubų 20, ekrano 21 ir konvekcinių 22 elementų. Pagrindiniame perkaitintuve jo temperatūra, taigi ir potenciali energija, didėja. Konvekcinio perkaitintuvo išėjimo angoje gaunamas didelio parametro garas išeina iš katilo ir per garo liniją patenka į garo turbiną.

Galinga garo turbina dažniausiai susideda iš kelių atskirų turbinų – cilindrų.

17 garo į pirmąjį cilindrą - aukšto slėgio cilindrą (HPC) tiekiamas tiesiai iš katilo, todėl turi aukštus parametrus (SKD turbinoms - 23,5 MPa, 540 °C, t. y. 240 at/540 °C). Prie išėjimo iš HPC garų slėgis yra 3–3,5 MPa (30–35 at), o temperatūra 300–340 °C. Jei garas ir toliau plėstųsi turbinoje virš šių parametrų iki slėgio kondensatoriuje, jis taptų toks drėgnas, kad ilgalaikis turbinos darbas būtų neįmanomas dėl erozinio jos dalių susidėvėjimo paskutiniame cilindre. Todėl iš HPC santykinai šalti garai grįžta atgal į katilą į vadinamąjį tarpinį perkaitintuvą 23. Jame garai vėl patenka į karštų katilo dujų įtaką, jų temperatūra pakyla iki pradinės (540 °C). Gautas garas siunčiamas į vidutinio slėgio cilindrą (MPC) 16. Išplėtus MPC iki 0,2–0,3 MPa (2–3 at) slėgio, garai patenka į vieną ar daugiau identiškų žemo slėgio cilindrų (LPC) 15.

Taigi, besiplečiantis turbinoje, garai suka savo rotorių, sujungtą su elektros generatoriaus 14 rotoriumi, kurio statoriaus apvijose generuojama elektros srovė. Transformatorius padidina įtampą, kad sumažintų nuostolius elektros linijose, dalį pagamintos energijos perduoda šilumos jėgainės pačios poreikiams tenkinti, o likusią elektros dalį atiduoda į elektros sistemą.

Tiek katilas, tiek turbina gali veikti tik su labai aukštos kokybės tiekiamu vandeniu ir garais, įleidžiant tik nereikšmingas kitų medžiagų priemaišas. Be to, garo sąnaudos yra milžiniškos (pavyzdžiui, 1200 MW galios bloke daugiau nei 1 tona vandens išgaruoja, praeina per turbiną ir kondensuojasi per 1 sekundę). Todėl normalus maitinimo bloko veikimas įmanomas tik sukuriant uždarą didelio grynumo darbinio skysčio cirkuliacijos ciklą.

Iš turbinos LPC išeinantys garai patenka į kondensatorių 12 - šilumokaitį, kurio vamzdeliais nuolat teka aušinamasis vanduo, tiekiamas cirkuliaciniu siurbliu 9 iš upės, rezervuaro ar specialaus aušinimo įrenginio (aušinimo bokšto).

Aušinimo bokštas – tai iki 150 m aukščio ir 40–70 m išleidimo angos skersmens gelžbetoninis tuščiaviduris išmetimo bokštas (3.3 pav.), sukuriantis gravitaciją iš apačios pro oro kreipiamąsias plokštes.

Aušinimo bokšto viduje 10–20 m aukštyje įrengiamas laistymo (purkštuvų) įrenginys. Judantis aukštyn oras išgaruoja dalis lašelių (apie 1,5–2 %), taip atvėsindamas iš kondensatoriaus ateinantį ir jame įkaitintą vandenį. Atvėsęs vanduo surenkamas apačioje baseine, suteka į priekinę kamerą 10, o iš ten cirkuliaciniu siurbliu 9 tiekiamas į kondensatorių 12 (3.2 pav.).

Ryžiai. 3.3. Natūralios traukos aušinimo bokšto projektavimas

Ryžiai. 3.4. Aušinimo bokšto vaizdas iš išorės

Kartu su cirkuliuojančiu vandeniu naudojamas tiesioginio srauto vandens tiekimas, kuriame aušinamasis vanduo patenka į kondensatorių iš upės ir išleidžiamas į jį pasroviui. Iš turbinos į kondensatoriaus žiedą patenkantys garai kondensuojasi ir teka žemyn; susidaręs kondensatas kondensato siurbliu 6 tiekiamas per žemo slėgio regeneracinių šildytuvų (LPH) 3 grupę į deaeratorių 8. LPH kondensato temperatūra pakyla dėl garų, paimtų iš garų, kondensacijos šilumos. turbina. Tai leidžia sumažinti kuro sąnaudas katile ir padidinti elektrinės efektyvumą. Deaeratoriuje 8 vyksta deaeracija – iš kondensato pašalinamos jame ištirpusios dujos, kurios sutrikdo katilo darbą. Tuo pačiu metu deaeratoriaus bakas yra katilo vandens talpa.

Iš deaeratoriaus tiekiamas vanduo aukšto slėgio šildytuvų (HPH) grupei tiekiamas tiekimo siurbliu 7, varomu elektros variklio arba specialios garo turbinos.

Regeneracinis kondensato šildymas HDPE ir HDPE yra pagrindinis ir labai pelningas būdas padidinti šiluminių elektrinių efektyvumą. Turbinoje nuo įvado iki ištraukimo vamzdyno išsiplėtę garai generuodavo tam tikrą galią, o patekę į regeneracinį šildytuvą, kondensacijos šilumą perdavė į tiekiamą vandenį (o ne aušinimo vandenį!), padidindami jo temperatūrą. ir taip taupant kuro sąnaudas katile. Katilo tiekiamo vandens temperatūra už HPH, t.y. prieš įeinant į katilą, yra 240–280°C, priklausomai nuo pradinių parametrų. Taip uždaromas technologinis garo-vandens ciklas, kai kuro cheminė energija paverčiama mechanine turbinos rotoriaus sukimosi energija.

Šilumos stotys (CHP). Tikslas. Rūšys

Šiluminė elektrinė, gaminanti elektros energiją konvertuojant šiluminę energiją, išsiskiriančią deginant organinį kurą. Tarp TPP vyrauja terminės garo turbinos (TSPP), kuriose šiluminė energija naudojama garo generatoriuje, gaminant aukšto slėgio vandens garą, kuris suka garo turbinos rotorių, prijungtą prie elektros generatoriaus (dažniausiai sinchroninio generatoriaus) rotoriaus. Tokiose šiluminėse elektrinėse naudojamas kuras yra anglis (daugiausia), mazutas, gamtinės dujos, lignitas, durpės, skalūnai.

TPES, kurios turi kondensacines turbinas kaip elektros generatorių pavarą ir nenaudoja išmetamųjų garų šilumos tiekti šiluminę energiją išoriniams vartotojams, vadinamos kondensacinėmis elektrinėmis. Valstybinė rajoninė elektrinė pagamina maždaug tiek pat elektros energijos, kiek šiluminė elektrinė. TPES, kuriose įrengtos šildymo turbinos ir išmetamųjų garų šilumą atiduoda pramoniniams ar komunaliniams vartotojams, vadinamos termofikacinėmis elektrinėmis (CHP); Jie gamina maždaug šiluminėse elektrinėse pagamintą elektros energiją.

Šiluminės elektrinės su elektros generatoriumi, varomu dujų turbinos, vadinamos dujų turbininėmis elektrinėmis (GTPP). Dujos arba skystasis kuras deginamas dujų turbininės elektrinės degimo kameroje; 750-900 C temperatūros degimo produktai patenka į dujų turbiną, kuri suka elektros generatorių. Tokių šiluminių elektrinių naudingumo koeficientas dažniausiai siekia 26-28%, galia iki kelių šimtų MW. GTPP paprastai naudojami elektros apkrovos smailėms padengti.

Šiluminė elektrinė su garo ir dujų turbinos bloku, susidedančia iš garo turbinos ir dujų turbinos bloko, vadinama kombinuoto ciklo jėgaine (CGPP). kurio efektyvumas gali siekti 42 – 43%. GTPP ir PHPP taip pat gali tiekti šilumą išoriniams vartotojams, tai yra, gali veikti kaip šiluminė elektrinė.

Šiluminės elektrinės naudoja plačiai prieinamus kuro išteklius, yra gana laisvai išdėstytos ir gali gaminti elektros energiją be sezoninių svyravimų. Jų statyba atliekama greitai ir reikalauja mažiau darbo ir medžiagų sąnaudų. Tačiau TPP turi didelių trūkumų. Jie naudoja neatsinaujinančius išteklius, pasižymi mažu efektyvumu (30-35%), daro itin neigiamą poveikį aplinkai. Šio pasaulio šiluminės elektrinės kasmet į atmosferą išmeta 200-250 milijonų tonų pelenų ir apie 60 milijonų tonų sieros anhidrido, taip pat sugeria didžiulius kiekius deguonies. Nustatyta, kad anglys mikrodozėse beveik visada turi U238, Th232 ir radioaktyvaus anglies izotopo. Daugumoje Rusijos šiluminių elektrinių nėra įrengtų efektyvių išmetamųjų dujų valymo iš sieros ir azoto oksidų sistemų. Nors gamtinėmis dujomis veikiantys įrenginiai yra daug švaresni aplinkai nei anglies, skalūnų ir mazuto gamyklos, dujotiekių įrengimas (ypač šiauriniuose regionuose) kenkia aplinkai.

Pagrindinis vaidmuo tarp šiluminių įrenginių tenka kondensacinėms elektrinėms (CPS). Jie traukia tiek kuro šaltinius, tiek vartotojus, todėl yra labai plačiai paplitę.

Kuo didesnis IES, tuo toliau jis gali perduoti elektros energiją, t.y. Didėjant galiai, didėja kuro ir energijos faktoriaus įtaka. Dėmesys kuro bazėms atsiranda, kai yra pigūs ir negabenami kuro ištekliai (rudosios Kansko-Ačinsko baseino anglys) arba elektrinės, naudojančios durpes, skalūnus ir mazutą (tokie CPP dažniausiai siejami su naftos perdirbimo centrais ).

CHP (kombinuotos šilumos ir elektros jėgainės) yra įrenginiai, skirti kombinuotai elektros ir šilumos gamybai. Jų efektyvumas siekia 70%, o IES – 30-35%. CHP jėgainės yra susietos su vartotojais, nes Šilumos perdavimo spindulys (garas, karštas vanduo) yra 15-20 km. Didžiausia termofikacinės elektrinės galia yra mažesnė nei CPP.

Neseniai pasirodė iš esmės nauji įrenginiai:

dujų turbinų (GT) įrenginiai, kuriuose vietoj garo turbinų naudojamos dujų turbinos, o tai pašalina vandens tiekimo problemą (Krasnodaro ir Šaturskajos GRES);
garo ir dujų turbina (CCGT), kur išmetamųjų dujų šiluma naudojama vandeniui šildyti ir žemo slėgio garui gaminti (Nevinnomyske ir Karmanovskaya GRES);
magnetohidrodinaminiai generatoriai (MHD generatoriai), kurie šilumą tiesiogiai paverčia elektros energija (CHPP-21 Mosenergo ir Riazanės valstijos rajono elektrinėje).

Rusijoje galingi (2 mln. kW ir daugiau) buvo pastatyti Centriniame regione, Volgos regione, Urale ir Rytų Sibire.

Kansko-Ačinsko baseino pagrindu kuriamas galingas kuro ir energijos kompleksas (KATEK). Projekte numatoma pastatyti aštuonias valstybines rajonines elektrines, kurių kiekvienos galia po 6,4 mln. kW. 1989 metais buvo pradėtas eksploatuoti pirmasis Berezovskaya GRES-1 blokas (0,8 mln. kW).