Centrale termica. Centrali termiche (CHP) Potenza delle centrali termoelettriche

Per far bruciare meglio il gas, le caldaie sono dotate di meccanismi di tiraggio. L'aria viene fornita alla caldaia, che funge da ossidante durante la combustione del gas. Per ridurre i livelli di rumore, i meccanismi sono dotati di soppressori di rumore. I fumi generati durante la combustione del combustibile vengono scaricati nel camino e dispersi nell'atmosfera.

Il gas caldo scorre attraverso la canna fumaria e riscalda l'acqua che passa attraverso appositi tubi della caldaia. Una volta riscaldata, l'acqua si trasforma in vapore surriscaldato, che entra nella turbina a vapore. Il vapore entra nella turbina e inizia a far ruotare le pale della turbina, che sono collegate al rotore del generatore. L'energia del vapore viene convertita in energia meccanica. Nel generatore, l'energia meccanica viene convertita in energia elettrica, il rotore continua a ruotare, creando una corrente elettrica alternata negli avvolgimenti dello statore.

Attraverso un trasformatore elevatore e una sottostazione del trasformatore step-down, l'elettricità viene fornita ai consumatori tramite linee elettriche. Il vapore scaricato nella turbina viene inviato al condensatore, dove si trasforma in acqua e ritorna alla caldaia. In una centrale termoelettrica l’acqua si muove in circolo. Le torri di raffreddamento sono progettate per raffreddare l'acqua. Gli impianti di cogenerazione utilizzano ventilatori e torri di raffreddamento. L'acqua nelle torri di raffreddamento viene raffreddata dall'aria atmosferica. Di conseguenza, viene rilasciato vapore, che vediamo sotto forma di nuvole sopra la torre di raffreddamento. L'acqua nelle torri di raffreddamento sale sotto pressione e cade come una cascata nella camera anteriore, da dove rifluisce nella centrale termica. Per ridurre il trascinamento di goccioline, le torri di raffreddamento sono dotate di trappole per l'acqua.

L'approvvigionamento idrico è fornito dal fiume Moscova. Nell'edificio di trattamento chimico dell'acqua, l'acqua viene purificata dalle impurità meccaniche e fornita a gruppi di filtri. In alcuni viene preparato al livello dell'acqua purificata per alimentare la rete di riscaldamento, in altri al livello dell'acqua demineralizzata e viene utilizzato per alimentare le unità di potenza.

È chiuso anche il ciclo utilizzato per la fornitura di acqua calda e teleriscaldamento. Parte del vapore proveniente dalla turbina a vapore viene inviata agli scaldacqua. Successivamente l'acqua calda viene inviata ai punti di riscaldamento, dove avviene lo scambio termico con l'acqua proveniente dalle abitazioni.

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Come funziona una centralina a ciclo combinato?

Cos'è e quali sono i principi di funzionamento delle centrali termoelettriche? La definizione generale di tali oggetti suona approssimativamente come segue: si tratta di centrali elettriche che trasformano l'energia naturale in energia elettrica. A questi scopi viene utilizzato anche combustibile di origine naturale.

Il principio di funzionamento delle centrali termoelettriche. Breve descrizione

Oggi è proprio in tali impianti che è più diffusa la combustione che libera energia termica. Il compito delle centrali termoelettriche è quello di utilizzare questa energia per produrre energia elettrica.

Il principio di funzionamento delle centrali termoelettriche non è solo la generazione, ma anche la produzione di energia termica, che viene fornita ai consumatori anche sotto forma di acqua calda. Inoltre, questi impianti energetici generano circa il 76% di tutta l’elettricità. Questa diffusione è dovuta al fatto che la disponibilità di combustibili fossili per il funzionamento della centrale è piuttosto elevata. Il secondo motivo è che il trasporto del carburante dal luogo di estrazione alla stazione stessa è un'operazione abbastanza semplice e snella. Il principio di funzionamento delle centrali termoelettriche è progettato in modo tale che sia possibile utilizzare il calore di scarto del fluido di lavoro per la sua fornitura secondaria al consumatore.

Separazione delle stazioni per tipologia

Vale la pena notare che le centrali termiche possono essere suddivise in tipologie a seconda del tipo di calore che producono. Se il principio di funzionamento di una centrale termica è solo quello di produrre energia elettrica (cioè non fornisce energia termica al consumatore), allora si chiama centrale a condensazione (CES).

Gli impianti destinati alla produzione di energia elettrica, alla fornitura di vapore e alla fornitura di acqua calda al consumatore sono dotati di turbine a vapore anziché di turbine a condensazione. Anche in tali elementi della stazione è presente un'estrazione intermedia del vapore o un dispositivo di contropressione. Il vantaggio principale e il principio di funzionamento di questo tipo di centrale termica (CHP) è che il vapore di scarico viene utilizzato anche come fonte di calore e fornito ai consumatori. Ciò riduce la perdita di calore e la quantità di acqua di raffreddamento.

Principi fondamentali di funzionamento delle centrali termoelettriche

Prima di passare alla considerazione del principio di funzionamento stesso, è necessario capire di che tipo di stazione stiamo parlando. La progettazione standard di tali strutture include un sistema come il surriscaldamento intermedio del vapore. È necessario perché l'efficienza termica di un circuito con surriscaldamento intermedio sarà maggiore rispetto a un sistema senza di esso. In parole semplici, il principio di funzionamento di una centrale termoelettrica con tale schema sarà molto più efficiente con gli stessi parametri specificati iniziali e finali che senza di esso. Da tutto ciò possiamo concludere che la base del funzionamento della stazione è il combustibile organico e l'aria riscaldata.

Schema di lavoro

Il principio di funzionamento della centrale termoelettrica è costruito come segue. Il materiale combustibile, così come l'ossidante, il cui ruolo è spesso svolto dall'aria riscaldata, viene alimentato a flusso continuo nel forno della caldaia. Sostanze come carbone, petrolio, olio combustibile, gas, scisto e torba possono fungere da combustibile. Se parliamo del combustibile più comune sul territorio della Federazione Russa, è la polvere di carbone. Inoltre, il principio di funzionamento delle centrali termoelettriche è costruito in modo tale che il calore generato dalla combustione del combustibile riscaldi l'acqua nella caldaia a vapore. Come risultato del riscaldamento, il liquido viene convertito in vapore saturo, che entra nella turbina a vapore attraverso l'uscita del vapore. Lo scopo principale di questo dispositivo nella stazione è convertire l'energia del vapore in entrata in energia meccanica.

Tutti gli elementi della turbina che possono muoversi sono strettamente collegati all'albero, per cui ruotano come un unico meccanismo. Per far ruotare l'albero, una turbina a vapore trasferisce l'energia cinetica del vapore al rotore.

Parte meccanica della stazione

La progettazione e il principio di funzionamento di una centrale termoelettrica nella sua parte meccanica è associata al funzionamento del rotore. Il vapore che esce dalla turbina ha pressione e temperatura molto elevate. Per questo motivo viene creata un'elevata energia interna del vapore, che scorre dalla caldaia agli ugelli della turbina. Getti di vapore, passando attraverso l'ugello in flusso continuo, ad alta velocità, spesso anche superiore a quella del suono, agiscono sulle pale della turbina. Questi elementi sono fissati rigidamente al disco che, a sua volta, è strettamente collegato all'albero. A questo punto l'energia meccanica del vapore viene convertita nell'energia meccanica delle turbine del rotore. Se parliamo più precisamente del principio di funzionamento delle centrali termoelettriche, l'impatto meccanico influisce sul rotore del turbogeneratore. Ciò è dovuto al fatto che l'albero di un rotore e un generatore convenzionali sono strettamente accoppiati tra loro. E poi esiste un processo abbastanza noto, semplice e comprensibile di conversione dell'energia meccanica in energia elettrica in un dispositivo come un generatore.

Movimento del vapore dopo il rotore

Dopo che il vapore acqueo ha superato la turbina, la sua pressione e temperatura diminuiscono in modo significativo ed entra nella parte successiva della stazione: il condensatore. All'interno di questo elemento, il vapore viene riconvertito in liquido. Per svolgere questo compito, all'interno del condensatore è presente acqua di raffreddamento, che viene fornita tramite tubi che corrono all'interno delle pareti dell'apparecchio. Dopo che il vapore è stato riconvertito in acqua, viene pompato fuori da una pompa per condensa ed entra nel compartimento successivo: il disaeratore. È anche importante notare che l'acqua pompata passa attraverso riscaldatori rigenerativi.

Il compito principale del disaeratore è rimuovere i gas dall'acqua in ingresso. Contemporaneamente all'operazione di pulizia, il liquido viene riscaldato come nei riscaldatori rigenerativi. A questo scopo viene utilizzato il calore del vapore che viene prelevato da quello che entra nella turbina. Lo scopo principale dell'operazione di deareazione è ridurre il contenuto di ossigeno e anidride carbonica nel liquido a valori accettabili. Ciò aiuta a ridurre il tasso di corrosione sui percorsi attraverso i quali vengono forniti acqua e vapore.

Stazioni di carbone

Esiste un'elevata dipendenza del principio di funzionamento delle centrali termoelettriche dal tipo di combustibile utilizzato. Da un punto di vista tecnologico la sostanza più difficile da realizzare è il carbone. Nonostante ciò, le materie prime rappresentano la principale fonte di energia in tali strutture, il cui numero rappresenta circa il 30% della quota totale delle centrali. Inoltre, si prevede di aumentare il numero di tali oggetti. Vale anche la pena notare che il numero di compartimenti funzionali necessari per il funzionamento della stazione è molto maggiore rispetto ad altri tipi.

Come funzionano le centrali termoelettriche alimentate a carbone?

Per garantire il funzionamento continuo della stazione, lungo i binari ferroviari viene costantemente introdotto carbone, che viene scaricato tramite appositi dispositivi di scarico. Poi ci sono elementi come attraverso i quali il carbone scaricato viene fornito al magazzino. Successivamente, il combustibile entra nell'impianto di frantumazione. Se necessario, è possibile aggirare il processo di consegna del carbone al magazzino e trasferirlo direttamente ai frantoi dai dispositivi di scarico. Dopo aver superato questa fase, le materie prime frantumate entrano nel bunker di carbone grezzo. Il passo successivo è fornire il materiale attraverso alimentatori ai mulini a carbone polverizzato. Successivamente, la polvere di carbone, utilizzando un metodo di trasporto pneumatico, viene immessa nel deposito della polvere di carbone. Lungo questo percorso la sostanza bypassa elementi come un separatore e un ciclone, e dalla tramoggia fluisce già attraverso gli alimentatori direttamente ai bruciatori. L'aria che attraversa il ciclone viene aspirata dalla ventola del mulino e quindi immessa nella camera di combustione della caldaia.

Inoltre, il movimento del gas appare approssimativamente come segue. La sostanza volatile formata nella camera della caldaia a combustione passa successivamente attraverso dispositivi come i condotti del gas dell'impianto caldaia, quindi, se viene utilizzato un sistema di riscaldamento del vapore, il gas viene fornito al surriscaldatore primario e secondario. In questo vano, così come nell'economizzatore d'acqua, il gas cede il suo calore per riscaldare il fluido di lavoro. Successivamente, viene installato un elemento chiamato surriscaldatore d'aria. Qui l'energia termica del gas viene utilizzata per riscaldare l'aria in ingresso. Dopo aver attraversato tutti questi elementi, la sostanza volatile passa nel raccoglicenere, dove viene ripulita dalla cenere. Successivamente, le pompe fumogene aspirano il gas e lo rilasciano nell'atmosfera tramite un tubo del gas.

Centrali termoelettriche e centrali nucleari

Molto spesso sorge la domanda su cosa hanno in comune le centrali termoelettriche e se ci sono somiglianze nei principi di funzionamento delle centrali termoelettriche e delle centrali nucleari.

Se parliamo delle loro somiglianze, ce ne sono molti. In primo luogo, entrambi sono costruiti in modo tale da utilizzare una risorsa naturale fossile ed escreta per il loro lavoro. Inoltre, si può notare che entrambi gli oggetti mirano a generare non solo energia elettrica, ma anche energia termica. Le somiglianze nei principi di funzionamento risiedono anche nel fatto che le centrali termoelettriche e le centrali nucleari hanno turbine e generatori di vapore coinvolti nel processo operativo. Inoltre ci sono solo alcune differenze. Questi includono il fatto che, ad esempio, il costo di costruzione e dell'elettricità ottenuta dalle centrali termoelettriche è molto inferiore a quello delle centrali nucleari. Ma d'altro canto le centrali nucleari non inquinano l'atmosfera finché i rifiuti vengono smaltiti correttamente e non si verificano incidenti. Mentre le centrali termoelettriche, per il loro principio di funzionamento, emettono costantemente nell'atmosfera sostanze nocive.

Qui sta la principale differenza nel funzionamento delle centrali nucleari e delle centrali termiche. Se negli impianti termici l'energia termica derivante dalla combustione del carburante viene spesso trasferita all'acqua o convertita in vapore, nelle centrali nucleari l'energia viene prelevata dalla fissione degli atomi di uranio. L'energia risultante viene utilizzata per riscaldare una varietà di sostanze e l'acqua viene utilizzata abbastanza raramente. Inoltre, tutte le sostanze sono contenute in circuiti chiusi e sigillati.

Teleriscaldamento

In alcune centrali termoelettriche, la progettazione può includere un sistema che gestisca il riscaldamento della centrale stessa, così come del villaggio adiacente, se presente. Ai riscaldatori di rete di questa installazione, il vapore viene prelevato dalla turbina ed è presente anche una linea speciale per la rimozione della condensa. L'acqua viene fornita e scaricata attraverso uno speciale sistema di tubazioni. L'energia elettrica che verrà così generata viene prelevata dal generatore elettrico e trasmessa al consumatore, passando attraverso trasformatori elevatori.

Attrezzatura di base

Se parliamo degli elementi principali utilizzati nelle centrali termoelettriche, si tratta di caldaie e unità turbina abbinate a un generatore elettrico e un condensatore. La differenza principale tra l'attrezzatura principale e l'attrezzatura aggiuntiva è che ha parametri standard in termini di potenza, produttività, parametri del vapore, nonché tensione e corrente, ecc. Si può anche notare che il tipo e il numero degli elementi principali vengono selezionati in base alla quantità di energia che deve essere ottenuta da una centrale termica e alla sua modalità operativa. Un'animazione del principio di funzionamento delle centrali termoelettriche può aiutare a comprendere questo problema in modo più dettagliato.

Il principale tipo di centrali elettriche in Russia sono le centrali termoelettriche (CHP). Questi impianti generano circa il 67% dell'elettricità russa. Il loro posizionamento è influenzato da fattori legati al carburante e al consumo. Le centrali elettriche più potenti si trovano nei luoghi in cui viene prodotto il carburante. Le centrali termoelettriche che utilizzano combustibile trasportabile ad alto contenuto calorico sono rivolte ai consumatori.

Le centrali termoelettriche utilizzano risorse di combustibile ampiamente disponibili, sono ubicate relativamente liberamente e sono in grado di generare elettricità senza fluttuazioni stagionali. La loro costruzione viene eseguita rapidamente e comporta minori costi di manodopera e materiali. Ma il TPP presenta notevoli svantaggi. Utilizzano risorse non rinnovabili, hanno una bassa efficienza (30-35%) e hanno un impatto estremamente negativo sull'ambiente. Le centrali termoelettriche di tutto il mondo emettono ogni anno nell'atmosfera 200-250 milioni di tonnellate di ceneri e circa 60 milioni di tonnellate di anidride solforosa 6 e assorbono anche enormi quantità di ossigeno. È stato stabilito che il carbone in microdosi contiene quasi sempre U 238, Th 232 e un isotopo di carbonio radioattivo. La maggior parte delle centrali termoelettriche in Russia non sono dotate di sistemi efficaci per la purificazione dei gas di combustione dagli ossidi di zolfo e di azoto. Sebbene gli impianti alimentati a gas naturale siano molto più puliti dal punto di vista ambientale rispetto agli impianti a carbone, scisto e olio combustibile, l'installazione di gasdotti (soprattutto nelle regioni settentrionali) danneggia l'ambiente.

Centrale termicaè un complesso di apparecchiature e dispositivi che convertono l'energia del combustibile in energia elettrica e (in generale) termica.

Le centrali termoelettriche sono caratterizzate da una grande diversità e possono essere classificate secondo diversi criteri.

1. In base allo scopo e al tipo di energia fornita, le centrali elettriche sono suddivise in regionali e industriali.

Le centrali elettriche distrettuali sono centrali elettriche pubbliche indipendenti che servono tutte le tipologie di consumatori della regione (imprese industriali, trasporti, popolazione, ecc.). Le centrali elettriche a condensazione distrettuale, che generano principalmente elettricità, spesso mantengono il loro nome storico: GRES (centrali elettriche distrettuali statali). Le centrali elettriche distrettuali che producono energia elettrica e termica (sotto forma di vapore o acqua calda) sono chiamate centrali elettriche di cogenerazione (CHP). Gli impianti di cogenerazione sono impianti per la produzione combinata di energia elettrica e calore. La loro efficienza raggiunge il 70% contro il 30-35% di IES. Gli impianti di cogenerazione sono legati ai consumatori, perché Il raggio di trasferimento del calore (vapore, acqua calda) è di 15-20 km. La potenza massima di un impianto CHP è inferiore a quella di un CPP.

Di norma, le centrali elettriche distrettuali statali e le centrali termoelettriche distrettuali hanno una capacità di oltre 1 milione di kW.

Le centrali elettriche industriali sono centrali elettriche che forniscono energia termica ed elettrica a specifiche imprese di produzione o al loro complesso, ad esempio un impianto di produzione chimica. Le centrali elettriche industriali fanno parte delle imprese industriali che servono. La loro capacità è determinata dalle esigenze delle imprese industriali di energia termica ed elettrica e, di norma, è significativamente inferiore a quella delle centrali termoelettriche distrettuali. Spesso le centrali elettriche industriali operano sulla rete elettrica generale, ma non sono subordinate al dispatcher del sistema energetico. Di seguito vengono prese in considerazione solo le centrali elettriche distrettuali.

2. In base al tipo di combustibile utilizzato, le centrali termoelettriche si distinguono in centrali funzionanti a combustibile organico e centrali alimentate a combustibile nucleare.

Si chiamano centrali termiche alimentate a combustibili fossili centrali elettriche a condensazione (CPS). Il combustibile nucleare viene utilizzato nelle centrali nucleari (NPP). È in questo senso che questo termine verrà utilizzato di seguito, sebbene anche le centrali termoelettriche, le centrali nucleari, le centrali con turbine a gas (GTPP) e le centrali a ciclo combinato (CGPP) siano centrali termoelettriche che funzionano secondo il principio della conversione dell'energia termica energia in energia elettrica.

Tra gli impianti termici il ruolo primario è ricoperto dalle centrali a condensazione (CPS). Gravitano sia verso le fonti di carburante che verso i consumatori e sono quindi molto diffusi. Quanto più grande è l'IES, tanto più lontano può trasmettere elettricità, ad es. All'aumentare della potenza, aumenta l'influenza del carburante e del fattore energetico.

I combustibili gassosi, liquidi e solidi vengono utilizzati come combustibile organico per le centrali termoelettriche. L'attenzione alle basi combustibili avviene in presenza di risorse combustibili economiche e non trasportabili (le lignite del bacino di Kansk-Achinsk) o nel caso di centrali elettriche che utilizzano torba, scisto e olio combustibile (tali CPP sono solitamente associati ai centri di raffinazione del petrolio ). La maggior parte delle centrali termoelettriche russe, soprattutto nella parte europea, consumano gas naturale come combustibile principale, e olio combustibile come combustibile di riserva, utilizzando quest'ultimo, a causa del suo costo elevato, solo in casi estremi; Tali centrali termoelettriche sono chiamate centrali elettriche a gasolio. In molte regioni, principalmente nella parte asiatica della Russia, il combustibile principale è il carbone termico: carbone a basso contenuto calorico o rifiuti di carbone ad alto contenuto calorico (carbone antracite - AS). Poiché prima della combustione tali carboni vengono macinati in mulini speciali fino allo stato polveroso, tali centrali termiche sono chiamate carbone polverizzato.

3. In base al tipo di centrali termoelettriche utilizzate nelle centrali termoelettriche per convertire l'energia termica in energia meccanica di rotazione dei rotori delle turbine, si distinguono turbine a vapore, turbine a gas e centrali elettriche a ciclo combinato.

La base delle centrali elettriche a turbina a vapore sono le turbine a vapore (STU), che utilizzano la macchina energetica più complessa, potente ed estremamente avanzata - una turbina a vapore - per convertire l'energia termica in energia meccanica. Il PTU è l'elemento principale delle centrali termoelettriche, delle centrali termoelettriche combinate e delle centrali nucleari.

Centrali termoelettriche a turbina a gas (GTPP) sono dotati di turbine a gas (GTU) funzionanti con carburante gassoso o, in casi estremi, liquido (diesel). Poiché la temperatura dei gas dietro l'impianto a turbina a gas è piuttosto elevata, possono essere utilizzati per fornire energia termica a consumatori esterni. Tali centrali elettriche sono chiamate GTU-CHP. Attualmente, in Russia esiste una centrale elettrica con turbina a gas (GRES-3 dal nome di Klasson, Elektrogorsk, regione di Mosca) con una capacità di 600 MW e una centrale di cogenerazione con turbina a gas (nella città di Elektrostal, regione di Mosca).

Centrali termoelettriche a ciclo combinato sono dotati di turbine a gas a ciclo combinato (CCGT), che sono una combinazione di turbine a gas e turbine a vapore, che consente un'elevata efficienza. Gli impianti CCGT-CHP possono essere progettati come impianti a condensazione (CCP-CHP) e con fornitura di energia termica (CCP-CHP). In Russia è operativo un solo CCGT-CHP (PGU-450T) con una capacità di 450 MW. La centrale elettrica del distretto statale di Nevinnomyssk gestisce un'unità PGU-170 con una capacità di 170 MW, e presso la centrale termica sud di San Pietroburgo c'è un'unità PGU-300 con una capacità di 300 MW.

4. Secondo lo schema tecnologico dei gasdotti, le centrali termoelettriche sono suddivise in centrali termoelettriche a blocchi e centrali termoelettriche con collegamenti trasversali.

Le centrali termoelettriche modulari sono costituite da centrali elettriche separate, solitamente dello stesso tipo: unità di potenza. Nell'unità di potenza, ciascuna caldaia fornisce vapore solo alla propria turbina, dalla quale ritorna dopo la condensazione solo alla propria caldaia. Tutte le potenti centrali elettriche statali e centrali termoelettriche, che hanno il cosiddetto surriscaldamento intermedio del vapore, sono costruite secondo lo schema a blocchi. Il funzionamento delle caldaie e delle turbine nelle centrali termoelettriche con collegamenti trasversali è assicurato in modo diverso: tutte le caldaie della centrale termoelettrica forniscono vapore a una linea di vapore comune (collettore) e tutte le turbine a vapore della centrale termoelettrica sono alimentate da essa. Secondo questo schema vengono costruiti CES senza surriscaldamento intermedio e quasi tutti gli impianti di cogenerazione con parametri iniziali del vapore subcritici.

5. In base al livello di pressione iniziale, si distinguono le centrali termoelettriche a pressione subcritica e a pressione supercritica (SCP).

La pressione critica è 22,1 MPa (225,6 at). Nell'industria russa del calore e dell'elettricità, i parametri iniziali sono standardizzati: le centrali termoelettriche e le centrali combinate di calore ed elettricità sono costruite per pressioni subcritiche di 8,8 e 12,8 MPa (90 e 130 atm) e per SKD - 23,5 MPa (240 atm) . I TPP con parametri supercritici, per ragioni tecniche, vengono eseguiti con surriscaldamento intermedio e secondo uno schema a blocchi. Spesso le centrali termoelettriche o le centrali di cogenerazione vengono costruite in più fasi, in code, i cui parametri vengono migliorati con la messa in servizio di ogni nuova fase.

Consideriamo un tipico impianto termoelettrico a condensazione alimentato a combustibile organico (Fig. 3.1).

Riso. 3.1. Bilancio termico del gasolio e

centrale termoelettrica a carbone polverizzato (numeri tra parentesi).

Il carburante viene fornito alla caldaia e per bruciarlo viene fornito qui un ossidante: aria contenente ossigeno. L'aria viene prelevata dall'atmosfera. A seconda della composizione e del calore della combustione, la combustione completa di 1 kg di combustibile richiede 10–15 kg di aria e, quindi, l'aria è anche una “materia prima” naturale per la produzione di elettricità, per la cui consegna alla combustione zona è necessario disporre di potenti compressori ad alte prestazioni. Come risultato della reazione di combustione chimica, in cui il carbonio C del carburante viene convertito in ossidi CO 2 e CO, l'idrogeno H 2 in vapore acqueo H 2 O, lo zolfo S in ossidi SO 2 e SO 3, ecc., la combustione del carburante si formano prodotti: una miscela di vari gas ad alta temperatura. È l'energia termica dei prodotti della combustione del carburante che costituisce la fonte di elettricità generata dalle centrali termoelettriche.

Successivamente, all'interno della caldaia, il calore viene ceduto dai fumi all'acqua che si muove all'interno dei tubi. Purtroppo, per ragioni tecniche ed economiche, non tutta l’energia termica rilasciata dalla combustione del carburante può essere trasferita all’acqua. I prodotti della combustione del combustibile (gas di combustione), raffreddati ad una temperatura di 130–160 °C, escono dalla centrale termica attraverso il camino. La parte del calore trasportata dai gas di combustione, a seconda del tipo di combustibile utilizzato, della modalità operativa e della qualità del funzionamento, è del 5–15%.

Parte dell'energia termica rimasta all'interno della caldaia e ceduta all'acqua garantisce la formazione di vapore con elevati parametri iniziali. Questo vapore viene inviato ad una turbina a vapore. All'uscita della turbina, viene mantenuto un vuoto profondo utilizzando un dispositivo chiamato condensatore: la pressione dietro la turbina a vapore è 3–8 kPa (ricordiamo che la pressione atmosferica è al livello di 100 kPa). Pertanto, il vapore, entrando nella turbina ad alta pressione, si sposta al condensatore, dove la pressione è bassa, e si espande. È l'espansione del vapore che assicura la conversione della sua energia potenziale in lavoro meccanico. Una turbina a vapore è progettata in modo tale che l'energia di espansione del vapore venga convertita nella rotazione del suo rotore. Il rotore della turbina è collegato al rotore di un generatore elettrico, negli avvolgimenti dello statore del quale viene generata l'energia elettrica, che costituisce il prodotto utile finale (bene) del funzionamento della centrale termoelettrica.

Il condensatore, che non solo fornisce una bassa pressione dietro la turbina ma fa anche condensare il vapore (trasformandolo in acqua), richiede grandi quantità di acqua fredda per funzionare. Questo è il terzo tipo di “materia prima” fornita alle centrali termoelettriche e per il funzionamento delle centrali termoelettriche non è meno importante del combustibile. Pertanto, le centrali termoelettriche vengono costruite sia in prossimità di fonti d'acqua naturali esistenti (fiume, mare), sia in prossimità di fonti artificiali (stagno di raffreddamento, torri di raffreddamento dell'aria, ecc.).

La principale perdita di calore nelle centrali termoelettriche avviene grazie al trasferimento del calore di condensazione all'acqua di raffreddamento, che poi lo rilascia nell'ambiente. Oltre il 50% del calore fornito alla centrale termoelettrica con combustibile viene disperso con il calore dell'acqua di raffreddamento. Inoltre, il risultato è l’inquinamento termico dell’ambiente.

Parte dell'energia termica del combustibile viene consumata all'interno della centrale termoelettrica sotto forma di calore (ad esempio, per riscaldare l'olio combustibile fornito alla centrale termoelettrica in forma densa nei serbatoi ferroviari) o sotto forma di elettricità ( ad esempio per azionare motori elettrici per pompe per scopi vari). Questa parte delle perdite è chiamata bisogni propri.

Per il normale funzionamento delle centrali termoelettriche, oltre alle “materie prime” (carburante, acqua di raffreddamento, aria), sono necessari molti altri materiali: olio per il funzionamento dei sistemi di lubrificazione, regolazione e protezione delle turbine, reagenti (resine) per la pulizia del fluido di lavoro, numerosi materiali di riparazione.

Infine, le potenti centrali termoelettriche sono servite da un gran numero di personale che garantisce il funzionamento continuo, la manutenzione delle apparecchiature, l'analisi degli indicatori tecnici ed economici, la fornitura, la gestione, ecc. Approssimativamente, possiamo supporre che 1 MW di capacità installata richieda 1 persona e, pertanto, il personale di una potente centrale termoelettrica sia di diverse migliaia di persone. Qualsiasi centrale elettrica con turbina a vapore a condensazione comprende quattro elementi richiesti:

· una caldaia energetica, o semplicemente una caldaia, nella quale vengono forniti acqua di alimentazione ad alta pressione, carburante e aria atmosferica per la combustione. Il processo di combustione avviene nel forno della caldaia: l'energia chimica del combustibile viene convertita in energia termica e radiante. L'acqua di alimentazione scorre attraverso un sistema di tubazioni situato all'interno della caldaia. Il combustibile che brucia è una potente fonte di calore, che viene trasferita all'acqua di alimentazione. Quest'ultimo viene riscaldato fino al punto di ebollizione ed evapora. Il vapore risultante nella stessa caldaia viene surriscaldato al di sopra del punto di ebollizione. Questo vapore, con una temperatura di 540°C e una pressione di 13–24 MPa, viene fornito ad una turbina a vapore attraverso una o più tubazioni;

· un gruppo turbina costituito da una turbina a vapore, un generatore elettrico ed un eccitatrice. Una turbina a vapore, in cui il vapore viene espanso a una pressione molto bassa (circa 20 volte inferiore alla pressione atmosferica), converte l'energia potenziale del vapore compresso e riscaldato in energia cinetica di rotazione del rotore della turbina. La turbina aziona un generatore elettrico, che converte l'energia cinetica di rotazione del rotore del generatore in corrente elettrica. Un generatore elettrico è costituito da uno statore, nei cui avvolgimenti elettrici si genera corrente, e da un rotore, che è un elettromagnete rotante alimentato da un'eccitatrice;

· Il condensatore serve a condensare il vapore proveniente dalla turbina e creare un vuoto profondo. Ciò consente di ridurre in modo molto significativo il consumo di energia per la successiva compressione dell'acqua risultante e allo stesso tempo di aumentare l'efficienza del vapore, cioè. ottenere più potenza dal vapore generato dalla caldaia;

· pompa di alimentazione per fornire acqua di alimentazione alla caldaia e creare alta pressione davanti alla turbina.

Pertanto, nella PTU, sul fluido di lavoro avviene un ciclo continuo di conversione dell'energia chimica del combustibile bruciato in energia elettrica.

Oltre agli elementi elencati, un vero STP contiene anche un gran numero di pompe, scambiatori di calore e altri dispositivi necessari per aumentarne l'efficienza. Il processo tecnologico per la produzione di elettricità in una centrale termoelettrica alimentata a gas è mostrato in Fig. 3.2.

Gli elementi principali della centrale in esame (Fig. 3.2) sono un impianto di caldaia che produce vapore con parametri elevati; una turbina o un'unità turbina a vapore che converte il calore del vapore in energia meccanica di rotazione del rotore della turbina e dispositivi elettrici (generatore elettrico, trasformatore, ecc.) che forniscono la generazione di elettricità.

L'elemento principale dell'installazione di una caldaia è la caldaia. Il gas per il funzionamento della caldaia viene fornito da una stazione di distribuzione del gas collegata al gasdotto principale (non mostrato in figura) al punto di distribuzione del gas (PIL) 1. Qui la sua pressione viene ridotta a diverse atmosfere e viene fornito ai bruciatori 2 situato nella parte inferiore della caldaia (tali bruciatori sono chiamati bruciatori del focolare).

Riso. 3.2. Processo tecnologico di produzione di energia elettrica nelle centrali termoelettriche alimentate a gas

La caldaia stessa è una struttura a forma di U con condotti del gas di sezione rettangolare. La sua parte sinistra è chiamata focolare. L'interno del focolare è libero e al suo interno brucia il combustibile, in questo caso il gas. Per fare ciò, uno speciale ventilatore 28 fornisce continuamente aria calda ai bruciatori, riscaldata nel riscaldatore d'aria 25. In Fig. La Figura 3.2 mostra un cosiddetto riscaldatore d'aria rotante, il cui pacco di accumulo del calore viene riscaldato dai gas di scarico nella prima metà del giro e nella seconda metà del giro riscalda l'aria proveniente dall'atmosfera. Per aumentare la temperatura dell'aria si utilizza il ricircolo: parte dei fumi in uscita dalla caldaia viene utilizzata da un apposito ventilatore di ricircolo 29 fornito all'aria principale e miscelato con essa. L'aria calda viene miscelata con il gas e alimentata attraverso i bruciatori della caldaia nel suo focolare, la camera in cui brucia il combustibile. Quando brucia, si forma una torcia, che è una potente fonte di energia radiante. Pertanto, quando il combustibile brucia, la sua energia chimica viene convertita in energia termica e radiante della torcia.

Le pareti del forno sono rivestite con schermi 19 - tubi a cui viene fornita l'acqua di alimentazione dall'economizzatore 24. Lo schema mostra una cosiddetta caldaia a flusso diretto, negli schermi di cui viene alimentata l'acqua, che passa attraverso il sistema di tubi della caldaia solo una volta , viene riscaldato ed evaporato trasformandosi in vapore saturo secco. Le caldaie a tamburo sono ampiamente utilizzate, nei cui schermi viene fatta circolare ripetutamente l'acqua di alimentazione e il vapore viene separato dall'acqua della caldaia nel tamburo.

Lo spazio dietro il focolare della caldaia è abbastanza densamente pieno di tubi, all'interno dei quali si muove vapore o acqua. Dall'esterno questi tubi vengono bagnati dai fumi caldi, che si raffreddano gradualmente mentre si spostano verso il camino 26.

Il vapore saturo secco entra nel surriscaldatore principale, costituito da soffitto 20, schermo 21 e elementi convettivi 22. Nel surriscaldatore principale la sua temperatura e quindi l'energia potenziale aumentano. Il vapore ad alto parametro ottenuto all'uscita del surriscaldatore convettivo lascia la caldaia ed entra nella turbina a vapore attraverso una linea del vapore.

Una potente turbina a vapore è solitamente costituita da diverse turbine separate: cilindri.

17 il vapore viene fornito al primo cilindro - il cilindro ad alta pressione (HPC) direttamente dalla caldaia, e quindi ha parametri elevati (per le turbine SKD - 23,5 MPa, 540 °C, cioè 240 at/540 °C). All'uscita dall'HPC, la pressione del vapore è 3–3,5 MPa (30–35 at) e la temperatura è 300–340 ° C. Se il vapore continuasse ad espandersi nella turbina oltre questi parametri fino alla pressione nel condensatore, diventerebbe così umido che il funzionamento a lungo termine della turbina sarebbe impossibile a causa dell'usura erosiva delle sue parti nell'ultimo cilindro. Pertanto, dall'HPC, il vapore relativamente freddo ritorna alla caldaia nel cosiddetto surriscaldatore intermedio 23. In esso, il vapore cade nuovamente sotto l'influenza dei gas caldi della caldaia, la sua temperatura sale a quella iniziale (540 °C). Il vapore risultante viene inviato al cilindro a media pressione (MPC) 16. Dopo l'espansione nell'MPC ad una pressione di 0,2–0,3 MPa (2–3 at) il vapore entra in uno o più cilindri identici a bassa pressione (LPC) 15.

Pertanto, espandendosi nella turbina, il vapore fa ruotare il suo rotore, collegato al rotore del generatore elettrico 14, negli avvolgimenti statorici del quale si genera una corrente elettrica. Il trasformatore aumenta la propria tensione per ridurre le perdite nelle linee elettriche, trasferisce parte dell’energia generata per alimentare il fabbisogno proprio della centrale termoelettrica e rilascia il resto dell’elettricità nel sistema elettrico.

Sia la caldaia che la turbina possono funzionare solo con acqua di alimentazione e vapore di altissima qualità, consentendo solo impurità trascurabili di altre sostanze. Inoltre, il consumo di vapore è enorme (ad esempio, in una centrale da 1200 MW, più di 1 tonnellata di acqua evapora, passa attraverso la turbina e si condensa in 1 secondo). Pertanto, il normale funzionamento dell'unità di potenza è possibile solo creando un ciclo di circolazione chiuso del fluido di lavoro di elevata purezza.

Il vapore in uscita dalla turbina LPC entra nel condensatore 12 - uno scambiatore di calore, attraverso i cui tubi scorre continuamente l'acqua di raffreddamento, fornita dalla pompa di circolazione 9 da un fiume, serbatoio o speciale dispositivo di raffreddamento (torre di raffreddamento).

Una torre di raffreddamento è una torre di scarico cava in cemento armato (Fig. 3.3) alta fino a 150 me con un diametro di uscita di 40–70 m, che crea gravità per l'aria che entra dal basso attraverso i pannelli di guida dell'aria.

Un dispositivo di irrigazione (irrigatore) è installato all'interno della torre di raffreddamento ad un'altezza di 10–20 m. L'aria che si muove verso l'alto fa evaporare alcune goccioline (circa l'1,5–2%), raffreddando così l'acqua proveniente dal condensatore e riscaldata al suo interno. L'acqua raffreddata viene raccolta nella parte inferiore della piscina, scorre nella camera anteriore 10 e da lì viene fornita al condensatore 12 dalla pompa di circolazione 9 (Fig. 3.2).

Insieme all'acqua circolante, viene utilizzata l'approvvigionamento idrico a flusso diretto, in cui l'acqua di raffreddamento entra nel condensatore dal fiume e vi viene scaricata a valle. Il vapore proveniente dalla turbina nella corona circolare del condensatore si condensa e scorre verso il basso; La condensa risultante viene fornita da una pompa per condensa 6 attraverso un gruppo di riscaldatori rigenerativi a bassa pressione (LPH) 3 al disaeratore 8. Nell'LPH, la temperatura della condensa aumenta a causa del calore di condensazione del vapore prelevato dal turbina. Ciò consente di ridurre il consumo di carburante nella caldaia e aumentare l'efficienza della centrale elettrica. Nel disaeratore 8 avviene la disaerazione: la rimozione dal condensato dei gas disciolti in esso che interrompono il funzionamento della caldaia. Allo stesso tempo, il serbatoio del disaeratore è un contenitore per l'acqua di alimentazione della caldaia.

Dal disaeratore, l'acqua di alimentazione viene fornita ad un gruppo di riscaldatori ad alta pressione (HPH) da una pompa di alimentazione 7 azionata da un motore elettrico o da una speciale turbina a vapore.

Il riscaldamento rigenerativo della condensa in HDPE e HDPE è il modo principale e molto redditizio per aumentare l'efficienza delle centrali termoelettriche. Il vapore, che si espandeva nella turbina dall'ingresso alla tubazione di estrazione, generava una certa potenza e, entrando nel riscaldatore rigenerativo, trasferiva il suo calore di condensazione all'acqua di alimentazione (e non all'acqua di raffreddamento!), aumentandone la temperatura e quindi risparmio di carburante nella caldaia. La temperatura dell'acqua di alimentazione della caldaia dietro l'HPH, vale a dire prima di entrare in caldaia, è di 240–280°C, a seconda dei parametri iniziali. Ciò chiude il ciclo tecnologico vapore-acqua di conversione dell'energia chimica del carburante nell'energia meccanica di rotazione del rotore della turbina.

Scopo della centrale termoelettrica consiste nel convertire l’energia chimica del combustibile in energia elettrica. Poiché è praticamente impossibile effettuare direttamente una tale trasformazione, è necessario prima convertire l'energia chimica del combustibile in calore, che viene prodotto bruciando il combustibile, quindi convertire il calore in energia meccanica e, infine, convertire quest’ultima in energia elettrica.

La figura seguente mostra lo schema più semplice della parte termica di una centrale elettrica, spesso chiamata centrale a vapore. Il carburante viene bruciato in una fornace. In cui. Il calore risultante viene trasferito all'acqua nella caldaia a vapore. Di conseguenza, l'acqua si riscalda e poi evapora, formando il cosiddetto vapore saturo, cioè vapore alla stessa temperatura dell'acqua bollente. Successivamente, il calore viene fornito al vapore saturo, determinando la formazione di vapore surriscaldato, cioè vapore che ha una temperatura più elevata dell'acqua che evapora alla stessa pressione. Il vapore surriscaldato è ottenuto dal vapore saturo in un surriscaldatore, che nella maggior parte dei casi è una serpentina di tubi di acciaio. All'interno dei tubi si muove il vapore, mentre all'esterno la serpentina viene bagnata dai gas caldi.

Se la pressione nella caldaia fosse uguale a quella atmosferica, allora l'acqua dovrebbe essere riscaldata ad una temperatura di 100°C; con ulteriore calore comincerebbe ad evaporare rapidamente. Anche il vapore saturo risultante avrebbe una temperatura di 100 ° C. A pressione atmosferica, il vapore sarà surriscaldato se la sua temperatura è superiore a 100 ° C. Se la pressione nella caldaia è superiore a quella atmosferica, il vapore saturo ha una temperatura superiore a 100 ° C. La temperatura del saturo Maggiore è la pressione, maggiore è il vapore. Attualmente, le caldaie a vapore con pressione prossima a quella atmosferica non vengono affatto utilizzate nel settore energetico. È molto più redditizio utilizzare caldaie a vapore progettate per pressioni molto più elevate, circa 100 atmosfere o più. La temperatura del vapore saturo è pari o superiore a 310° C.

Dal surriscaldatore, il vapore acqueo surriscaldato viene fornito attraverso una tubazione in acciaio a un motore termico, molto spesso -. Nelle centrali a vapore esistenti delle centrali elettriche, altri motori non vengono quasi mai utilizzati. Il vapore acqueo surriscaldato che entra in un motore termico contiene una grande quantità di energia termica rilasciata a seguito della combustione del carburante. Il compito di una macchina termica è convertire l'energia termica del vapore in energia meccanica.

La pressione e la temperatura del vapore all'ingresso della turbina a vapore, solitamente denominata , sono significativamente più elevate della pressione e della temperatura del vapore all'uscita della turbina. Di solito vengono chiamate la pressione e la temperatura del vapore all'uscita della turbina a vapore, pari alla pressione e alla temperatura nel condensatore. Attualmente, come già accennato, l’industria energetica utilizza vapore con parametri iniziali molto elevati, con una pressione fino a 300 atmosfere e una temperatura fino a 600°C. I parametri finali, invece, vengono scelti bassi: una pressione di circa 0,04 atmosfere, cioè 25 volte meno di quella atmosferica, e la temperatura è di circa 30°C, cioè prossima alla temperatura ambiente. Quando il vapore si espande in una turbina, a causa della diminuzione della pressione e della temperatura del vapore, la quantità di energia termica in esso contenuta diminuisce notevolmente. Poiché il processo di espansione del vapore avviene molto rapidamente, durante questo brevissimo tempo non ha il tempo di verificarsi alcun trasferimento significativo di calore dal vapore all'ambiente. Dove va a finire l’energia termica in eccesso? È noto che, secondo la legge fondamentale della natura - la legge di conservazione e trasformazione dell'energia - è impossibile distruggere o ottenere “dal nulla” qualsiasi quantità di energia, anche la più piccola. L'energia può spostarsi solo da un tipo all'altro. Ovviamente è proprio questo tipo di trasformazione energetica quella di cui ci occupiamo in questo caso. L'energia termica in eccesso precedentemente contenuta nel vapore si è trasformata in energia meccanica e può essere utilizzata a nostra discrezione.

Il funzionamento di una turbina a vapore è descritto nell'articolo su.

Qui diremo soltanto che il getto di vapore che entra nelle pale della turbina ha una velocità molto elevata, spesso superiore a quella del suono. Il getto di vapore fa ruotare il disco della turbina a vapore e l'albero su cui è montato il disco. L'albero della turbina può essere collegato, ad esempio, a una macchina elettrica: un generatore. Il compito del generatore è convertire l'energia meccanica della rotazione dell'albero in energia elettrica. Pertanto, l'energia chimica del combustibile nella centrale a vapore viene convertita in energia meccanica e quindi in energia elettrica, che può essere immagazzinata in un UPS AC.

Il vapore che ha svolto lavoro nel motore entra nel condensatore. L'acqua di raffreddamento viene pompata continuamente attraverso i tubi del condensatore, solitamente prelevata da qualche specchio d'acqua naturale: fiume, lago, mare. L'acqua di raffreddamento assorbe il calore dal vapore che entra nel condensatore, per cui il vapore si condensa, cioè si trasforma in acqua. L'acqua formatasi a seguito della condensazione viene pompata in una caldaia a vapore, nella quale evapora nuovamente e l'intero processo si ripete nuovamente.

Questo è, in linea di principio, il funzionamento della centrale a vapore di una centrale termoelettrica. Come potete vedere, il vapore funge da intermediario, il cosiddetto fluido di lavoro, con l'aiuto del quale l'energia chimica del carburante, convertita in energia termica, viene convertita in energia meccanica.

Naturalmente, non si dovrebbe pensare che la progettazione di una moderna e potente caldaia a vapore o motore termico sia così semplice come mostrato nella figura sopra. Al contrario, la caldaia e la turbina, che sono gli elementi più importanti di una centrale elettrica a vapore, hanno una struttura molto complessa.

Iniziamo ora a spiegare il lavoro.

Secondo la definizione generalmente accettata, centrali termoelettriche- si tratta di centrali elettriche che generano elettricità convertendo l'energia chimica del carburante nell'energia meccanica di rotazione dell'albero del generatore elettrico.

Primo TPP apparve alla fine del XIX secolo a New York (1882) e nel 1883 fu costruita la prima centrale termica in Russia (San Pietroburgo). Fin dalla loro comparsa, sono state le centrali termoelettriche ad avere avuto la maggiore diffusione, visti i sempre maggiori fabbisogni energetici legati all'avvento dell'era tecnogenica. Fino alla metà degli anni '70 del secolo scorso, il funzionamento delle centrali termoelettriche era il metodo dominante per generare elettricità. Ad esempio, negli Stati Uniti e nell'URSS, la quota delle centrali termoelettriche rispetto a tutta l'elettricità ricevuta era dell'80% e nel mondo - circa il 73-75%.

La definizione sopra riportata, per quanto capiente, non è sempre chiara. Cercheremo di spiegare con parole nostre il principio generale di funzionamento delle centrali termoelettriche di qualsiasi tipo.

Produzione di energia elettrica nelle centrali termoelettriche avviene attraverso molte fasi successive, ma il principio generale del suo funzionamento è molto semplice. Innanzitutto, il carburante viene bruciato in una speciale camera di combustione (caldaia a vapore), che rilascia una grande quantità di calore, che trasforma in vapore l'acqua che circola attraverso speciali sistemi di tubazioni situati all'interno della caldaia. La pressione del vapore in costante aumento fa ruotare il rotore della turbina, che trasferisce l'energia di rotazione all'albero del generatore e, di conseguenza, viene generata corrente elettrica.

Il sistema vapore/acqua è chiuso. Il vapore, dopo aver attraversato la turbina, si condensa e si trasforma nuovamente in acqua, che passa inoltre attraverso il sistema di riscaldamento ed entra nuovamente nella caldaia a vapore.

Esistono diversi tipi di centrali termoelettriche. Attualmente, tra le centrali termoelettriche, la più centrali termoelettriche a turbina a vapore (TPES). Nelle centrali elettriche di questo tipo, l'energia termica del combustibile bruciato viene utilizzata in un generatore di vapore, dove viene raggiunta una pressione molto elevata di vapore acqueo, azionando il rotore della turbina e, di conseguenza, il generatore. Come combustibile, tali centrali termoelettriche utilizzano olio combustibile o diesel, nonché gas naturale, carbone, torba, scisto, in altre parole, tutti i tipi di combustibile. L'efficienza dei TPES è di circa il 40% e la loro potenza può raggiungere i 3-6 GW.

GRES (centrale elettrica distrettuale statale)- un nome abbastanza noto e familiare. Non si tratta altro che di una centrale termica a turbina a vapore, dotata di speciali turbine a condensazione che non utilizzano l'energia dei gas di scarico e non la convertono in calore, ad esempio, per il riscaldamento degli edifici. Tali centrali elettriche sono anche chiamate centrali elettriche a condensazione.

Nello stesso caso se TPES dotati di speciali turbine di riscaldamento che convertono l'energia secondaria del vapore di scarico in energia termica utilizzata per le esigenze dei servizi comunali o industriali, si tratta quindi di centrali termoelettriche combinate o centrali termoelettriche combinate. Ad esempio, in URSS, le centrali elettriche distrettuali statali rappresentavano circa il 65% dell'elettricità generata dalle centrali elettriche con turbine a vapore e, di conseguenza, il 35% dalle centrali termoelettriche.

Esistono anche altri tipi di centrali termoelettriche. Nelle centrali elettriche a turbina a gas, o GTPP, il generatore viene fatto ruotare da una turbina a gas. Come combustibile in tali centrali termoelettriche viene utilizzato gas naturale o combustibile liquido (diesel, olio combustibile). Tuttavia, l’efficienza di tali centrali non è molto elevata, circa il 27-29%, quindi vengono utilizzate principalmente come fonti di riserva di elettricità per coprire i picchi di carico sulla rete elettrica o per fornire elettricità a piccoli insediamenti.

Centrali termoelettriche con gruppo turbina a vapore e gas (SGPP). Si tratta di centrali elettriche di tipo combinato. Sono dotati di meccanismi di turbine a vapore e turbine a gas e la loro efficienza raggiunge il 41-44%. Queste centrali permettono inoltre di recuperare calore e di convertirlo in energia termica utilizzata per riscaldare gli edifici.

Lo svantaggio principale di tutte le centrali termoelettriche è il tipo di combustibile utilizzato. Tutti i tipi di combustibile utilizzati nelle centrali termoelettriche sono risorse naturali insostituibili che si stanno lentamente ma costantemente esaurendo. Ecco perché attualmente, insieme all'uso delle centrali nucleari, si sta sviluppando un meccanismo per generare elettricità utilizzando fonti energetiche rinnovabili o altre fonti alternative.