Elektrociepłownia. Elektrociepłownie (CHP) Elektrownia cieplna

Aby zapewnić lepsze spalanie gazu, kotły są wyposażone w mechanizmy ciągu. Do kotła dostarczane jest powietrze, które podczas spalania gazu pełni rolę utleniacza. Aby zmniejszyć poziom hałasu, mechanizmy są wyposażone w tłumiki hałasu. Spaliny powstające podczas spalania paliwa odprowadzane są do komina i rozprowadzane do atmosfery.

Gorący gaz przepływa przez komin i podgrzewa wodę przepływającą przez specjalne rury kotła. Po podgrzaniu woda zamienia się w przegrzaną parę, która dostaje się do turbiny parowej. Para wchodzi do turbiny i zaczyna obracać łopatki turbiny, które są połączone z wirnikiem generatora. Energia pary zamieniana jest na energię mechaniczną. W generatorze energia mechaniczna zamieniana jest na energię elektryczną, wirnik nadal się obraca, tworząc przemienny prąd elektryczny w uzwojeniach stojana.

Poprzez transformator podwyższający i podstację transformatorową obniżającą prąd jest dostarczany do odbiorców za pośrednictwem linii elektroenergetycznych. Para wydobywająca się z turbiny kierowana jest do skraplacza, gdzie zamienia się w wodę i wraca do kotła. W elektrowni cieplnej woda porusza się po okręgu. Wieże chłodnicze służą do schładzania wody. Elektrociepłownie wykorzystują wieże chłodnicze z wentylatorami i wieżami chłodniczymi. Woda w wieżach chłodniczych jest chłodzona powietrzem atmosferycznym. W rezultacie uwalnia się para, którą widzimy nad wieżą chłodniczą w postaci chmur. Woda w wieżach chłodniczych podnosi się pod ciśnieniem i opada niczym wodospad do przedniej komory, skąd wraca do elektrociepłowni. Aby ograniczyć porywanie kropel, wieże chłodnicze są wyposażone w łapacze wody.

Zaopatrzenie w wodę zapewnia rzeka Moskwa. W budynku chemicznej uzdatniania wody woda jest oczyszczana z zanieczyszczeń mechanicznych i dostarczana do grup filtrów. W niektórych jest przygotowywany do poziomu wody oczyszczonej do zasilania sieci ciepłowniczej, w innych do poziomu wody zdemineralizowanej i służy do zasilania bloków energetycznych.

Obieg wykorzystywany do zaopatrzenia w ciepłą wodę i ciepłownictwa jest również zamknięty. Część pary z turbiny parowej kierowana jest do podgrzewaczy wody. Następnie gorąca woda kierowana jest do punktów grzewczych, gdzie następuje wymiana ciepła z wodą pochodzącą z domów.

Wysoko wykwalifikowani specjaliści Mosenergo wspierają proces produkcyjny przez całą dobę, zaopatrując ogromną metropolię w energię elektryczną i ciepło.

Jak działa jednostka napędowa pracująca w cyklu łączonym?

Na czym polega i jakie są zasady działania elektrowni cieplnych? Ogólna definicja takich obiektów brzmi w przybliżeniu następująco - są to elektrownie przetwarzające energię naturalną na energię elektryczną. Do tych celów wykorzystywane jest również paliwo pochodzenia naturalnego.

Zasada działania elektrowni cieplnych. Krótki opis

Dziś właśnie w takich obiektach najbardziej rozpowszechnione jest spalanie, które uwalnia energię cieplną. Zadaniem elektrowni cieplnych jest wykorzystanie tej energii do produkcji energii elektrycznej.

Zasada działania elektrowni cieplnych polega nie tylko na wytwarzaniu, ale także na wytwarzaniu energii cieplnej, która jest dostarczana odbiorcom także np. w postaci gorącej wody. Ponadto te obiekty energetyczne wytwarzają około 76% całej energii elektrycznej. To szerokie zastosowanie wynika z faktu, że dostępność paliw kopalnych do funkcjonowania stacji jest dość duża. Drugim powodem był fakt, że transport paliwa z miejsca jego wydobycia do samej stacji jest operacją dość prostą i usprawnioną. Zasada działania elektrowni cieplnych jest zaprojektowana w taki sposób, że możliwe jest wykorzystanie ciepła odpadowego płynu roboczego do jego wtórnego dostarczenia do odbiorcy.

Podział stacji według rodzaju

Warto zaznaczyć, że stacje cieplne można podzielić na typy w zależności od tego, jaki rodzaj ciepła wytwarzają. Jeżeli zasadą działania elektrowni cieplnej jest wyłącznie wytwarzanie energii elektrycznej (czyli nie dostarcza ona energii cieplnej do odbiorcy), wówczas nazywa się ją elektrownią kondensacyjną (CES).

Obiekty przeznaczone do wytwarzania energii elektrycznej, do dostarczania pary, a także dostarczania ciepłej wody do odbiorcy, zamiast turbin kondensacyjnych posiadają turbiny parowe. Również w takich elementach stacji znajduje się pośrednie odsysanie pary lub urządzenie przeciwprężne. Główną zaletą i zasadą działania tego typu elektrociepłowni (CHP) jest to, że para odpadowa jest również wykorzystywana jako źródło ciepła i dostarczana do odbiorców. Zmniejsza to straty ciepła i ilość wody chłodzącej.

Podstawowe zasady działania elektrowni cieplnych

Zanim przejdziemy do rozważenia samej zasady działania, należy zrozumieć, o jakim rodzaju stacji mówimy. Standardowa konstrukcja tego typu obiektów uwzględnia układ np. pośredniego przegrzania pary. Jest to konieczne, ponieważ sprawność cieplna obwodu z przegrzaniem pośrednim będzie wyższa niż w układzie bez niego. Krótko mówiąc, zasada działania elektrowni cieplnej przy takim schemacie będzie znacznie bardziej wydajna przy tych samych określonych parametrach początkowych i końcowych niż bez niego. Z tego wszystkiego wynika, że ​​podstawą działania stacji jest paliwo organiczne i ogrzane powietrze.

Schemat pracy

Zasada działania elektrowni cieplnej jest zbudowana w następujący sposób. Materiał opałowy, a także utleniacz, którego rolę najczęściej pełni ogrzane powietrze, podawany jest ciągłym strumieniem do paleniska kotła. Substancje takie jak węgiel, ropa naftowa, olej opałowy, gaz, łupki i torf mogą działać jako paliwo. Jeśli mówimy o najpopularniejszym paliwie na terytorium Federacji Rosyjskiej, to jest nim pył węglowy. Ponadto zasada działania elektrowni cieplnych jest skonstruowana w ten sposób, że ciepło powstające podczas spalania paliwa podgrzewa wodę w kotle parowym. W wyniku ogrzewania ciecz zamienia się w parę nasyconą, która przez wylot pary wchodzi do turbiny parowej. Głównym zadaniem tego urządzenia na stacji jest zamiana energii dopływającej pary na energię mechaniczną.

Wszystkie elementy turbiny, które mogą się poruszać, są ściśle połączone z wałem, dzięki czemu obracają się jako jeden mechanizm. Aby wprawić wał w ruch obrotowy, turbina parowa przenosi energię kinetyczną pary na wirnik.

Część mechaniczna stacji

Konstrukcja i zasada działania elektrowni cieplnej w jej części mechanicznej związana jest z pracą wirnika. Para wydobywająca się z turbiny ma bardzo wysokie ciśnienie i temperaturę. Dzięki temu powstaje duża energia wewnętrzna pary, która przepływa z kotła do dysz turbiny. Na łopatki turbiny działają strumienie pary przepływające przez dyszę ciągłym strumieniem z dużą prędkością, często nawet większą od prędkości dźwięku. Elementy te są sztywno przymocowane do tarczy, która z kolei jest ściśle połączona z wałem. W tym momencie energia mechaniczna pary zamieniana jest na energię mechaniczną turbin wirnikowych. Jeśli mówimy dokładniej o zasadzie działania elektrowni cieplnych, wówczas uderzenie mechaniczne wpływa na wirnik turbogeneratora. Wynika to z faktu, że wał konwencjonalnego wirnika i generatora są ze sobą ściśle powiązane. A potem istnieje dość znany, prosty i zrozumiały proces zamiany energii mechanicznej na energię elektryczną w urządzeniu takim jak generator.

Ruch pary za rotorem

Po przejściu pary wodnej przez turbinę jej ciśnienie i temperatura znacznie spadają i przedostaje się ona do kolejnej części stacji – skraplacza. Wewnątrz tego elementu para jest ponownie przekształcana w ciecz. Aby spełnić to zadanie, wewnątrz skraplacza znajduje się woda chłodząca, która jest tam dostarczana rurami biegnącymi wewnątrz ścianek urządzenia. Po ponownym przekształceniu pary w wodę jest ona wypompowywana przez pompę kondensatu i trafia do kolejnej komory – odgazowywacza. Należy również pamiętać, że pompowana woda przechodzi przez grzejniki regeneracyjne.

Głównym zadaniem odgazowywacza jest usuwanie gazów z dopływającej wody. Równolegle z czyszczeniem następuje podgrzewanie cieczy w taki sam sposób jak w nagrzewnicach regeneracyjnych. Wykorzystuje się do tego ciepło pary, które pobierane jest z tego, co trafia do turbiny. Głównym celem operacji odpowietrzania jest zmniejszenie zawartości tlenu i dwutlenku węgla w cieczy do akceptowalnych wartości. Pomaga to zmniejszyć szybkość korozji na ścieżkach dostarczania wody i pary.

Stacje węglowe

Istnieje duża zależność zasady działania elektrowni cieplnych od rodzaju stosowanego paliwa. Z technologicznego punktu widzenia substancją najtrudniejszą do wdrożenia jest węgiel. Mimo to głównym źródłem energii w tego typu obiektach są surowce, których liczba stanowi około 30% całkowitego udziału stacji. Ponadto planowane jest zwiększenie liczby tego typu obiektów. Warto również zaznaczyć, że liczba przedziałów funkcjonalnych wymaganych do działania stacji jest znacznie większa niż w przypadku innych typów.

Jak elektrownie cieplne działają na paliwie węglowym?

Aby stacja mogła pracować nieprzerwanie, po torach kolejowych na bieżąco dowożony jest węgiel, który rozładowywany jest za pomocą specjalnych urządzeń rozładunkowych. Do tego dochodzą elementy takie jak dostarczanie wyładowanego węgla na magazyn. Następnie paliwo trafia do kruszarki. W razie potrzeby istnieje możliwość pominięcia procesu dostarczania węgla na magazyn i przekazania go bezpośrednio z urządzeń rozładowczych do kruszarki. Po przejściu tego etapu rozdrobniony surowiec trafia do zasobnika węgla surowego. Kolejnym krokiem jest dostarczenie materiału podajnikami do młynów pyłowych. Następnie pył węglowy metodą transportu pneumatycznego wprowadzany jest do zasobnika pyłu węglowego. Substancja na tej drodze omija takie elementy jak separator i cyklon, a z leja zasypowego przepływa już przez podajniki bezpośrednio do palników. Powietrze przechodzące przez cyklon jest zasysane przez wentylator młyna i następnie podawane do komory spalania kotła.

Ponadto ruch gazu wygląda w przybliżeniu w następujący sposób. Substancja lotna powstająca w komorze kotła spalinowego przechodzi kolejno przez takie urządzenia jak kanały gazowe kotłowni, następnie w przypadku zastosowania układu dogrzewania pary gaz jest dostarczany do przegrzewacza pierwotnego i wtórnego. W tej komorze, a także w ekonomizerze wody, gaz oddaje swoje ciepło, aby ogrzać płyn roboczy. Następnie instalowany jest element zwany przegrzewaczem powietrza. Tutaj energia cieplna gazu jest wykorzystywana do ogrzewania napływającego powietrza. Po przejściu przez wszystkie te elementy substancja lotna trafia do popielnika, gdzie zostaje oczyszczona z popiołu. Następnie pompy dymu wyciągają gaz i uwalniają go do atmosfery za pomocą rury gazowej.

Elektrownie cieplne i elektrownie jądrowe

Dość często pojawia się pytanie, co jest wspólnego między elektrowniami cieplnymi i czy istnieją podobieństwa w zasadach działania elektrowni cieplnych i elektrowni jądrowych.

Jeśli mówimy o ich podobieństwach, jest ich kilka. Po pierwsze, oba są zbudowane w taki sposób, że do swojej pracy wykorzystują surowiec naturalny, który jest kopalny i wydalony. Ponadto można zauważyć, że oba obiekty mają na celu wytwarzanie nie tylko energii elektrycznej, ale także energii cieplnej. Podobieństwa w zasadach działania polegają także na tym, że elektrownie cieplne i elektrownie jądrowe posiadają w procesie eksploatacji turbiny i wytwornice pary. Dalej są tylko pewne różnice. Należą do nich między innymi fakt, że np. koszt budowy i energii elektrycznej pozyskiwanej z elektrowni cieplnych jest znacznie niższy niż z elektrowni jądrowych. Z drugiej jednak strony elektrownie jądrowe nie zanieczyszczają atmosfery, o ile odpady są właściwie utylizowane i nie dochodzi do wypadków. Natomiast elektrownie cieplne ze względu na swoją zasadę działania stale emitują do atmosfery szkodliwe substancje.

Na tym polega główna różnica w działaniu elektrowni jądrowych i elektrowni cieplnych. Jeśli w obiektach ciepłowniczych energia cieplna ze spalania paliwa jest najczęściej przekazywana wodzie lub zamieniana na parę, to w elektrowniach jądrowych energia pozyskiwana jest z rozszczepienia atomów uranu. Uzyskaną energię wykorzystuje się do ogrzewania różnorodnych substancji, a wodę wykorzystuje się tu dość rzadko. Ponadto wszystkie substancje zawarte są w zamkniętych, szczelnych obwodach.

Ciepło miejskie

W niektórych elektrowniach cieplnych ich projekt może obejmować system obsługujący ogrzewanie samej elektrowni, a także sąsiedniej wsi, jeśli taka istnieje. Do podgrzewaczy sieciowych tej instalacji odprowadzana jest para z turbiny, a także znajduje się specjalny przewód do usuwania kondensatu. Woda jest dostarczana i odprowadzana specjalnym systemem rurociągów. Wytworzona w ten sposób energia elektryczna jest usuwana z generatora elektrycznego i przekazywana do odbiorcy poprzez transformatory podwyższające.

Podstawowe wyposażenie

Jeśli mówimy o głównych elementach eksploatowanych w elektrowniach cieplnych, są to kotłownie, a także zespoły turbinowe połączone z generatorem elektrycznym i kondensatorem. Zasadniczą różnicą między wyposażeniem głównym a wyposażeniem dodatkowym jest to, że posiada ono standardowe parametry w zakresie mocy, wydajności, parametrów pary, a także napięcia i prądu itp. Można również zauważyć, że rodzaj i liczba głównych elementów dobierane są w zależności od tego, ile mocy trzeba uzyskać z jednej elektrowni cieplnej, a także od trybu jej pracy. Bardziej szczegółowe zrozumienie tego zagadnienia może pomóc animacja zasady działania elektrowni cieplnych.

Głównym typem elektrowni w Rosji są elektrownie cieplne (CHP). Instalacje te wytwarzają około 67% energii elektrycznej w Rosji. Na ich rozmieszczenie mają wpływ czynniki paliwowe i konsumenckie. Najpotężniejsze elektrownie zlokalizowane są w miejscach produkcji paliwa. Elektrownie cieplne wykorzystujące wysokokaloryczne, przenośne paliwo skierowane są do konsumentów.

Elektrownie cieplne wykorzystują powszechnie dostępne zasoby paliw, są stosunkowo swobodnie zlokalizowane i są w stanie wytwarzać energię elektryczną bez wahań sezonowych. Ich budowa odbywa się szybko i wiąże się z mniejszymi kosztami pracy i materiałów. TPP ma jednak istotne wady. Wykorzystują zasoby nieodnawialne, mają niską wydajność (30-35%) i wyjątkowo negatywnie wpływają na środowisko. Elektrownie cieplne na całym świecie emitują do atmosfery rocznie 200-250 mln ton popiołów i około 60 mln ton dwutlenku siarki 6, a także pochłaniają ogromne ilości tlenu. Ustalono, że węgiel w mikrodawkach prawie zawsze zawiera U 238, Th 232 oraz radioaktywny izotop węgla. Większość elektrowni cieplnych w Rosji nie jest wyposażona w skuteczne systemy oczyszczania gazów spalinowych z tlenków siarki i azotu. Choć instalacje zasilane gazem ziemnym są znacznie czystsze dla środowiska niż elektrownie węglowe, łupkowe i olej opałowy, to budowa gazociągów (szczególnie w regionach północnych) szkodzi środowisku.

Elektrociepłownia to zespół urządzeń i urządzeń przetwarzających energię paliwa na energię elektryczną i (ogólnie) cieplną.

Elektrownie cieplne charakteryzują się dużą różnorodnością i można je klasyfikować według różnych kryteriów.

1. Ze względu na cel i rodzaj dostarczanej energii elektrownie dzieli się na regionalne i przemysłowe.

Elektrownie okręgowe to niezależne elektrownie publiczne, które obsługują wszystkich typów odbiorców w regionie (przedsiębiorstwa przemysłowe, transport, ludność itp.). Okręgowe elektrownie kondensacyjne, które wytwarzają głównie energię elektryczną, często zachowują swoją historyczną nazwę – GRES (państwowe elektrownie rejonowe). Elektrownie okręgowe wytwarzające energię elektryczną i cieplną (w postaci pary lub gorącej wody) nazywane są elektrociepłowniami (CHP). Elektrociepłownie to instalacje służące do skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła. Ich skuteczność sięga 70% w porównaniu do 30-35% dla IES. Elektrociepłownie są przywiązane do konsumentów, ponieważ Promień wymiany ciepła (para, gorąca woda) wynosi 15-20 km. Maksymalna moc elektrociepłowni jest mniejsza niż CPP.

Z reguły państwowe elektrownie rejonowe i okręgowe elektrociepłownie mają moc ponad 1 mln kW.

Elektrownie przemysłowe to elektrownie dostarczające energię cieplną i elektryczną określonym przedsiębiorstwom produkcyjnym lub ich kompleksowi, np. zakładowi produkcji chemicznej. Elektrownie przemysłowe są częścią przedsiębiorstw przemysłowych, którym służą. Ich moc uzależniona jest od zapotrzebowania przedsiębiorstw przemysłowych na energię cieplną i elektryczną i z reguły jest znacznie mniejsza od mocy okręgowych elektrociepłowni. Często elektrownie przemysłowe działają na ogólnej sieci elektrycznej, ale nie podlegają dyspozytorowi systemu elektroenergetycznego. Poniżej uwzględniono jedynie elektrownie okręgowe.

2. Ze względu na rodzaj stosowanego paliwa elektrownie cieplne dzielą się na elektrownie zasilane paliwem organicznym i paliwem jądrowym.

Nazywa się elektrownie cieplne zasilane paliwami kopalnymi elektrownie kondensacyjne (CPS). Paliwo jądrowe wykorzystywane jest w elektrowniach jądrowych. W tym sensie termin ten będzie używany poniżej, chociaż elektrownie cieplne, elektrownie jądrowe, elektrownie z turbiną gazową (GTPP) i elektrownie gazowo-parowe (CGPP) są również elektrowniami cieplnymi działającymi na zasadzie przetwarzania energii cieplnej energię w energię elektryczną.

Podstawową rolę wśród instalacji cieplnych odgrywają elektrownie kondensacyjne (CPS). Dotyczą one zarówno źródeł paliwa, jak i konsumentów, dlatego są bardzo rozpowszechnione. Im większy IES, tym dalej może przesyłać energię elektryczną, tj. Wraz ze wzrostem mocy wzrasta wpływ współczynnika paliwa i energii.

Paliwa gazowe, ciekłe i stałe wykorzystywane są jako paliwo organiczne w elektrowniach cieplnych. Koncentracja na bazach paliwowych występuje w przypadku występowania tanich i nieprzewoźnych zasobów paliw (węgle brunatne zagłębia kansko-aczyńskiego) lub w przypadku elektrowni wykorzystujących torf, łupki i olej opałowy (takie CPP kojarzone są zwykle z ośrodkami rafinacji ropy naftowej ). Większość elektrowni cieplnych w Rosji, szczególnie w części europejskiej, jako paliwo główne wykorzystuje gaz ziemny, a jako paliwo zapasowe olej opałowy, przy czym to drugie, ze względu na wysoki koszt, wykorzystuje jedynie w skrajnych przypadkach; Takie elektrownie cieplne nazywane są elektrowniami gazowo-olejowymi. W wielu regionach, głównie w azjatyckiej części Rosji, głównym paliwem jest węgiel energetyczny – węgiel niskokaloryczny lub wysokokaloryczne odpady węglowe (węgiel antracytowy – AS). Ponieważ przed spalaniem takie węgle są mielone w specjalnych młynach do stanu zapylonego, takie elektrownie cieplne nazywane są pyłem węglowym.

3. Ze względu na rodzaj elektrowni cieplnych stosowanych w elektrowniach cieplnych do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną obrotu wirników zespołów turbinowych rozróżnia się elektrownie z turbiną parową, turbiną gazową i elektrownie gazowo-parowe.

Podstawą elektrowni z turbiną parową są zespoły turbin parowych (STU), które wykorzystują najbardziej złożoną, najpotężniejszą i niezwykle zaawansowaną maszynę energetyczną - turbinę parową - do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną. PTU jest głównym elementem elektrowni cieplnych, elektrociepłowni i elektrowni jądrowych.

Elektrownie cieplne z turbiną gazową (GTPP) są wyposażone w turbozespoły gazowe (GTU) zasilane paliwem gazowym lub, w skrajnych przypadkach, paliwem płynnym (diesel). Ponieważ temperatura gazów za turbiną gazową jest dość wysoka, można je wykorzystać do dostarczania energii cieplnej odbiorcom zewnętrznym. Takie elektrownie nazywane są GTU-CHP. Obecnie w Rosji funkcjonuje jedna elektrownia turbinowa z turbiną gazową (GRES-3 im. Klassona, Elektrogorsk, obwód moskiewski) o mocy 600 MW oraz jedna elektrociepłownia z turbiną gazową (w mieście Elektrostal, obwód moskiewski).

Elektrownie cieplne pracujące w cyklu kombinowanym są wyposażone w zespoły turbin gazowych o cyklu kombinowanym (CCGT), które stanowią połączenie zespołów turbin gazowych i zespołów turbin parowych, co pozwala na wysoką sprawność. Elektrociepłownie CCGT-CHP mogą być projektowane jako instalacje kondensacyjne (CCP-CHP) oraz z dostawą energii cieplnej (CCP-CHP). W Rosji działa tylko jedna elektrociepłownia CCGT-CHP (PGU-450T) o mocy 450 MW. W Państwowej Elektrowni Rejonowej Niewinnomyssk eksploatowany jest blok energetyczny PGU-170 o mocy 170 MW, a w Elektrociepłowni Południowej w St. Petersburgu blok energetyczny PGU-300 o mocy 300 MW.

4. Ze względu na schemat technologiczny rurociągów parowych elektrownie cieplne dzielą się na elektrownie blokowe i elektrownie cieplne z połączeniami krzyżowymi.

Elektrociepłownie modułowe składają się z odrębnych, najczęściej tego samego typu, elektrowni – bloków energetycznych. W bloku energetycznym każdy kocioł dostarcza parę tylko do swojej turbiny, z której po skropleniu wraca tylko do swojego kotła. Wszystkie potężne państwowe elektrownie okręgowe i elektrociepłownie, które posiadają tzw. pośrednie przegrzanie pary, budowane są według schematu blokowego. Praca kotłów i turbin w elektrowniach cieplnych z połączeniami krzyżowymi jest zapewniona inaczej: wszystkie kotły elektrowni cieplnej dostarczają parę do jednego wspólnego przewodu parowego (kolektora) i z niego zasilane są wszystkie turbiny parowe elektrociepłowni. Według tego schematu budowane są elektrociepłownie bez przegrzania pośredniego i prawie wszystkie elektrociepłownie o podkrytycznych początkowych parametrach pary.

5. Ze względu na poziom ciśnienia początkowego rozróżnia się elektrownie cieplne na ciśnienie podkrytyczne i nadkrytyczne (SCP).

Ciśnienie krytyczne wynosi 22,1 MPa (225,6 at). W rosyjskiej elektrociepłowni parametry początkowe są ustandaryzowane: elektrownie cieplne i elektrociepłownie budowane są na ciśnienie podkrytyczne 8,8 i 12,8 MPa (90 i 130 atm), a dla SKD - 23,5 MPa (240 atm). . TPP na parametry nadkrytyczne ze względów technicznych wykonywane są z przegrzaniem pośrednim i według schematu blokowego. Często elektrownie cieplne lub elektrociepłownie budowane są w kilku etapach – w kolejkach, których parametry poprawiają się wraz z uruchomieniem każdej nowej fazy.

Rozważmy typową elektrownię kondensacyjną zasilaną paliwem organicznym (rys. 3.1).

Ryż. 3.1. Bilans cieplny oleju napędowego i

elektrownia cieplna na pył węglowy (liczby w nawiasach).

Do kotła dostarczane jest paliwo, a do jego spalania dostarczany jest tutaj utleniacz - powietrze zawierające tlen. Powietrze jest pobierane z atmosfery. W zależności od składu i ciepła spalania do całkowitego spalenia 1 kg paliwa potrzeba 10–15 kg powietrza, a zatem powietrze jest także naturalnym „surowcem” do produkcji energii elektrycznej, której dostarczenie do spalania konieczne jest posiadanie potężnych, wysokowydajnych sprężarek doładowujących. W wyniku reakcji spalania chemicznego, podczas której węgiel C z paliwa przekształca się w tlenki CO 2 i CO, wodór H 2 w parę wodną H 2 O, siarkę S w tlenki SO 2 i SO 3 itp., spalanie paliwa powstają produkty – mieszanina różnych gazów o wysokiej temperaturze. Źródłem energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowniach cieplnych jest energia cieplna produktów spalania paliw.

Następnie wewnątrz kotła ciepło przekazywane jest ze spalin do wody poruszającej się w rurach. Niestety, nie cała energia cieplna powstająca w wyniku spalania paliwa może zostać przekazana wodzie ze względów technicznych i ekonomicznych. Produkty spalania paliw (gazy spalinowe) schłodzone do temperatury 130–160°C opuszczają elektrociepłownię kominem. Część ciepła odprowadzana przez spaliny, w zależności od rodzaju stosowanego paliwa, trybu pracy i jakości pracy, wynosi 5–15%.

Część energii cieplnej pozostałej wewnątrz kotła i przekazanej wodzie zapewnia wytworzenie pary o wysokich parametrach początkowych. Para ta kierowana jest do turbiny parowej. Na wylocie turbiny głębokie podciśnienie utrzymuje się za pomocą urządzenia zwanego skraplaczem: ciśnienie za turbiną parową wynosi 3–8 kPa (przypomnijmy, że ciśnienie atmosferyczne kształtuje się na poziomie 100 kPa). Dlatego para wchodząc do turbiny pod wysokim ciśnieniem, przemieszcza się do skraplacza, gdzie ciśnienie jest niskie, i rozszerza się. To rozprężanie pary zapewnia konwersję jej energii potencjalnej na pracę mechaniczną. Turbina parowa jest zaprojektowana w taki sposób, że energia rozprężania pary zamieniana jest na obrót jej wirnika. Wirnik turbiny połączony jest z wirnikiem generatora prądu, w którego uzwojeniach stojana wytwarzana jest energia elektryczna będąca końcowym użytecznym produktem (dobrem) pracy elektrociepłowni.

Skraplacz, który nie tylko zapewnia niskie ciśnienie za turbiną, ale także powoduje kondensację pary (zamienianie jej w wodę), wymaga do działania dużych ilości zimnej wody. Jest to trzeci rodzaj „surowca” dostarczanego do elektrowni cieplnych i dla funkcjonowania elektrowni cieplnych jest nie mniej ważny niż paliwo. Dlatego elektrownie cieplne buduje się albo w pobliżu istniejących naturalnych źródeł wody (rzeka, morze), albo buduje się źródła sztuczne (staw chłodniczy, wieże chłodnicze itp.).

Główna strata ciepła w elektrowniach cieplnych następuje na skutek przekazania ciepła kondensacji do wody chłodzącej, która następnie oddaje je do otoczenia. Ponad 50% ciepła dostarczanego do elektrociepłowni wraz z paliwem jest tracone wraz z ciepłem wody chłodzącej. Ponadto efektem jest termiczne zanieczyszczenie środowiska.

Część energii cieplnej paliwa jest zużywana wewnątrz elektrowni cieplnej albo w postaci ciepła (na przykład do ogrzania oleju opałowego dostarczanego do elektrociepłowni w postaci gęstej w cysternach kolejowych), albo w postaci energii elektrycznej ( na przykład do napędzania silników elektrycznych do pomp różnego przeznaczenia). Tę część strat nazywamy potrzebami własnymi.

Do normalnej pracy elektrowni cieplnych oprócz „surowców” (paliwa, wody chłodzącej, powietrza) potrzebnych jest wiele innych materiałów: olej do pracy układów smarowania, regulacja i ochrona turbin, odczynniki (żywice) do czyszczenia płynu roboczego, liczne materiały naprawcze.

Wreszcie potężne elektrownie cieplne są obsługiwane przez dużą liczbę personelu, który zapewnia bieżącą eksploatację, konserwację sprzętu, analizę wskaźników technicznych i ekonomicznych, zaopatrzenie, zarządzanie itp. W przybliżeniu możemy założyć, że na 1 MW mocy zainstalowanej potrzeba 1 osoby, a zatem załoga potężnej elektrowni cieplnej to kilka tysięcy osób. Każda elektrownia z turbiną parową kondensacyjną zawiera cztery wymagane elementy:

· kocioł energetyczny, czyli po prostu kocioł, do którego dostarczana jest woda zasilająca pod wysokim ciśnieniem, paliwo i powietrze atmosferyczne do spalania. Proces spalania odbywa się w palenisku kotła – energia chemiczna paliwa zamieniana jest na energię cieplną i radiacyjną. Woda zasilająca przepływa systemem rur umieszczonym wewnątrz kotła. Spalone paliwo jest potężnym źródłem ciepła, które jest przekazywane do wody zasilającej. Ten ostatni podgrzewa się do temperatury wrzenia i odparowuje. Powstała para w tym samym kotle jest przegrzana powyżej temperatury wrzenia. Para ta o temperaturze 540°C i ciśnieniu 13–24 MPa doprowadzana jest do turbiny parowej jednym lub kilkoma rurociągami;

· zespół turbinowy składający się z turbiny parowej, generatora elektrycznego i wzbudnicy. Turbina parowa, w której para rozprężana jest do bardzo niskiego ciśnienia (około 20 razy mniejszego od ciśnienia atmosferycznego), zamienia energię potencjalną sprężonej i podgrzanej pary na energię kinetyczną obrotu wirnika turbiny. Turbina napędza generator elektryczny, który zamienia energię kinetyczną obrotu wirnika generatora na prąd elektryczny. Generator elektryczny składa się ze stojana, w którego uzwojeniu elektrycznym generowany jest prąd, oraz wirnika, który jest obracającym się elektromagnesem napędzanym przez wzbudnicę;

· Skraplacz służy do skroplenia pary wydobywającej się z turbiny i wytworzenia głębokiej próżni. Dzięki temu możliwe jest bardzo znaczne zmniejszenie zużycia energii na późniejsze sprężanie powstałej wody i jednocześnie zwiększenie wydajności pary, tj. uzyskać więcej mocy z pary wytwarzanej przez kocioł;

· pompa zasilająca dostarczająca wodę zasilającą do kotła i wytwarzająca wysokie ciśnienie przed turbiną.

Zatem w PTU nad płynem roboczym następuje ciągły cykl konwersji energii chemicznej spalonego paliwa na energię elektryczną.

Oprócz wymienionych elementów, prawdziwy STP zawiera dodatkowo dużą liczbę pomp, wymienników ciepła i innych urządzeń niezbędnych do zwiększenia jego wydajności. Proces technologiczny wytwarzania energii elektrycznej w elektrociepłowni gazowej przedstawiono na rys. 3.2.

Głównymi elementami rozpatrywanej elektrowni (rys. 3.2) są kotłownia wytwarzająca parę o wysokich parametrach; turbina lub zespół turbiny parowej przetwarzający ciepło pary na energię mechaniczną obrotu wirnika turbiny oraz urządzenia elektryczne (generator elektryczny, transformator itp.) zapewniające wytwarzanie energii elektrycznej.

Głównym elementem instalacji kotłowej jest kocioł. Gaz do pracy kotła dostarczany jest ze stacji dystrybucji gazu podłączonej do głównego gazociągu (niepokazanego na rysunku) do punktu dystrybucji gazu (PKB) 1. Tutaj jego ciśnienie zostaje obniżone do kilku atmosfer i jest dostarczane do palników 2 umieszczone w dnie kotła (takie palniki nazywane są palnikami paleniskowymi).

Ryż. 3.2. Proces technologiczny wytwarzania energii elektrycznej w elektrociepłowniach gazowych

Sam kocioł ma konstrukcję w kształcie litery U z kanałami gazowymi o przekroju prostokątnym. Jego lewa część nazywa się paleniskiem. Wnętrze paleniska jest wolne i spala się w nim paliwo, w tym przypadku gaz. W tym celu specjalna dmuchawa 28 w sposób ciągły dostarcza do palników gorące powietrze, ogrzane w nagrzewnicy powietrza 25. Na ryc. Rysunek 3.2 przedstawia tzw. obrotową nagrzewnicę powietrza, której szczeliwo akumulujące ciepło jest w pierwszej połowie obrotu nagrzewane przez spaliny, a w drugiej połowie obrotu nagrzewa powietrze pochodzące z atmosfery. W celu podniesienia temperatury powietrza stosuje się recyrkulację: część gazów spalinowych opuszczających kocioł wykorzystywana jest przez specjalny wentylator recyrkulacji 29 dostarczany do głównego powietrza i mieszany z nim. Gorące powietrze miesza się z gazem i wprowadza przez palniki kotła do paleniska - komory, w której spala się paliwo. Po spaleniu powstaje pochodnia, która jest potężnym źródłem energii promieniowania. Zatem podczas spalania paliwa jego energia chemiczna zamieniana jest na energię cieplną i promieniowanie palnika.

Ściany pieca wyłożone są ekranami 19 - rurami, do których doprowadzana jest woda zasilająca z ekonomizera 24. Schemat przedstawia tzw. Kocioł przepływowy, w którego ekranach woda zasilająca przechodzi przez system rur kotła tylko raz , jest podgrzewany i odparowywany, zamieniając się w suchą parę nasyconą. Powszechnie stosowane są kotły bębnowe, w których następuje wielokrotny obieg wody zasilającej i oddzielanie pary wodnej od wody kotłowej w bębnie.

Przestrzeń za paleniskiem kotła jest dość gęsto wypełniona rurami, wewnątrz których przemieszcza się para lub woda. Z zewnątrz rury te obmywane są gorącymi spalinami, które stopniowo ochładzają się w miarę przemieszczania się w stronę komina 26.

Sucha para nasycona wchodzi do głównego przegrzewacza, składającego się z sufitu 20, ekranu 21 i elementów konwekcyjnych 22. W głównym przegrzewaczu wzrasta jego temperatura, a tym samym energia potencjalna. Para wysokoparametrowa uzyskana na wylocie przegrzewacza konwekcyjnego opuszcza kocioł i rurociągiem parowym wchodzi do turbiny parowej.

Potężna turbina parowa składa się zwykle z kilku oddzielnych turbin - cylindrów.

Para 17 doprowadzana jest do pierwszego cylindra – cylindra wysokiego ciśnienia (HPC) bezpośrednio z kotła, dzięki czemu ma wysokie parametry (dla turbin SKD – 23,5 MPa, 540°C, tj. 240 przy/540°C). Na wyjściu z HPC ciśnienie pary wynosi 3–3,5 MPa (30–35 at), a temperatura 300–340 ° C. Jeżeli para w turbinie nadal będzie się rozprężać powyżej tych parametrów do ciśnienia w skraplaczu, stanie się ona tak wilgotna, że ​​długoterminowa praca turbiny będzie niemożliwa ze względu na erozyjne zużycie jej części w ostatnim cylindrze. Dlatego z HPC stosunkowo zimna para wraca z powrotem do kotła w tzw. Przegrzewaczu pośrednim 23. W nim para ponownie wchodzi pod wpływ gorących gazów z kotła, jej temperatura wzrasta do początkowej (540 °C). Powstała para jest przesyłana do cylindra średniociśnieniowego (MPC) 16. Po rozprężeniu w MPC do ciśnienia 0,2–0,3 MPa (2–3 at) para wchodzi do jednego lub więcej identycznych cylindrów niskociśnieniowych (LPC) 15.

W ten sposób para rozprężając się w turbinie obraca swój wirnik, połączony z wirnikiem generatora elektrycznego 14, w którego uzwojeniach stojana wytwarzany jest prąd elektryczny. Transformator podnosi napięcie w celu ograniczenia strat w liniach elektroenergetycznych, część wytworzonej energii przekazuje na potrzeby własne elektrociepłowni, a resztę oddaje do systemu elektroenergetycznego.

Zarówno kocioł, jak i turbina mogą pracować wyłącznie z wodą zasilającą i parą zasilającą o bardzo wysokiej jakości, dopuszczając jedynie znikome zanieczyszczenia innymi substancjami. Poza tym zużycie pary jest ogromne (przykładowo w bloku energetycznym o mocy 1200 MW odparowuje ponad 1 tona wody, przechodzi przez turbinę i skrapla się w ciągu 1 sekundy). Dlatego normalna praca jednostki napędowej jest możliwa tylko poprzez utworzenie zamkniętego obiegu płynu roboczego o wysokiej czystości.

Para opuszczająca turbinę LPC wchodzi do skraplacza 12 - wymiennika ciepła, przez którego rurki w sposób ciągły przepływa woda chłodząca, dostarczana przez pompę obiegową 9 z rzeki, zbiornika lub specjalnego urządzenia chłodzącego (wieży chłodniczej).

Wieża chłodnicza to żelbetowa, pusta wieża wyciągowa (rys. 3.3) o wysokości do 150 m i średnicy wylotu 40–70 m, która wytwarza grawitację dla powietrza wpływającego od dołu przez panele kierujące powietrze.

Urządzenie nawadniające (zraszacze) instaluje się wewnątrz wieży chłodniczej na wysokości 10–20 m. Powietrze unoszące się ku górze powoduje odparowanie części kropelek (około 1,5–2%), schładzając w ten sposób wodę wypływającą ze skraplacza i ogrzaną w niej. Ochłodzona woda zbierana jest w basenie poniżej, wpływa do przedniej komory 10, skąd za pomocą pompy obiegowej 9 jest dostarczana do skraplacza 12 (ryc. 3.2).

Oprócz wody obiegowej stosuje się wodociąg bezpośredni, w którym woda chłodząca wpływa do skraplacza od strony rzeki i jest do niego odprowadzana w dół rzeki. Para docierająca z turbiny do pierścienia skraplacza skrapla się i spływa w dół; powstały kondensat jest podawany przez pompę kondensatu 6 przez grupę niskociśnieniowych grzejników regeneracyjnych (LPH) 3 do odgazowywacza 8. W LPH temperatura kondensatu wzrasta ze względu na ciepło kondensacji pary pobranej z turbina. Pozwala to na zmniejszenie zużycia paliwa w kotle i zwiększenie sprawności elektrowni. W odgazowywaczu 8 następuje odpowietrzenie – usunięcie z kondensatu rozpuszczonych w nim gazów zakłócających pracę kotła. Jednocześnie zbiornik odgazowywacza jest zbiornikiem wody zasilającej kocioł.

Z odgazowywacza woda zasilająca dostarczana jest do grupy podgrzewaczy wysokociśnieniowych (HPH) za pomocą pompy zasilającej 7 napędzanej silnikiem elektrycznym lub specjalną turbiną parową.

Regeneracyjne ogrzewanie kondensatu w HDPE i HDPE jest głównym i bardzo opłacalnym sposobem na zwiększenie sprawności elektrowni cieplnych. Para, która rozprężyła się w turbinie od wlotu do rurociągu odprowadzającego, wygenerowała określoną moc, a gdy dostała się do podgrzewacza regeneracyjnego, przekazała ciepło kondensacji wodzie zasilającej (a nie wodzie chłodzącej!), podnosząc jej temperaturę i tym samym oszczędzając zużycie paliwa w kotle. Temperatura wody zasilającej kocioł za HPH, tj. przed wejściem do kotła wynosi 240–280°C w zależności od parametrów początkowych. Zamyka to obieg technologiczny para-woda polegający na przekształceniu energii chemicznej paliwa w energię mechaniczną obrotu wirnika turbiny.

Przeznaczenie elektrociepłowni polega na przekształceniu energii chemicznej paliwa w energię elektryczną. Ponieważ bezpośrednie przeprowadzenie takiej przemiany okazuje się praktycznie niemożliwe, należy najpierw przekształcić energię chemiczną paliwa w ciepło, które powstaje w wyniku spalania paliwa, następnie przekształcić ciepło w energię mechaniczną i na końcu przekształcić tę ostatnią w energię elektryczną.

Poniższy rysunek przedstawia najprostszy schemat części cieplnej elektrowni, zwanej często elektrownią parową. Paliwo spalane jest w piecu. W której . Powstałe ciepło przekazywane jest wodzie w kotle parowym. W efekcie woda nagrzewa się, a następnie paruje, tworząc tzw. parę nasyconą, czyli parę o tej samej temperaturze co wrząca woda. Następnie do pary nasyconej doprowadza się ciepło, w wyniku czego powstaje para przegrzana, czyli taka, która ma wyższą temperaturę niż woda parująca pod tym samym ciśnieniem. Para przegrzana otrzymywana jest z pary nasyconej w przegrzewaczu, którym w większości przypadków jest wężownica z rur stalowych. Wewnątrz rur porusza się para, natomiast na zewnątrz wężownica jest myta gorącymi gazami.

Gdyby ciśnienie w kotle było równe ciśnieniu atmosferycznemu, wówczas wodę należałoby podgrzać do temperatury 100 ° C; przy dalszym ogrzewaniu zaczął szybko parować. Powstała para nasycona miałaby również temperaturę 100 ° C. Przy ciśnieniu atmosferycznym para ulegnie przegrzaniu, jeśli jej temperatura przekroczy 100 ° C. Jeśli ciśnienie w kotle jest wyższe niż atmosferyczne, wówczas para nasycona ma temperaturę powyżej 100°C. Temperatura nasycenia. Im wyższe ciśnienie, tym wyższa zawartość pary. Obecnie kotły parowe o ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego nie są w ogóle stosowane w energetyce. O wiele bardziej opłacalne jest stosowanie kotłów parowych zaprojektowanych na znacznie wyższe ciśnienie, około 100 atmosfer i więcej. Temperatura pary nasyconej wynosi 310°C lub więcej.

Z przegrzewacza przegrzana para wodna dostarczana jest najczęściej stalowym rurociągiem do silnika cieplnego. W istniejących elektrowniach parowych innych silników prawie nigdy nie stosuje się. Przegrzana para wodna wchodząca do silnika cieplnego zawiera duży zapas energii cieplnej uwalnianej w wyniku spalania paliwa. Zadaniem silnika cieplnego jest zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną.

Ciśnienie i temperatura pary na wlocie do turbiny parowej, zwane zwykle , są znacznie wyższe niż ciśnienie i temperatura pary na wylocie z turbiny. Zwykle nazywa się ciśnienie i temperaturę pary na wylocie turbiny parowej, równe ciśnieniu i temperaturze w skraplaczu. Obecnie, jak już wspomniano, w energetyce wykorzystuje się parę o bardzo wysokich parametrach początkowych, o ciśnieniu dochodzącym do 300 atmosfer i temperaturze do 600°C. Natomiast parametry końcowe wybierane są na niskim poziomie: ciśnienie około 0,04 atmosfery, czyli 25 razy mniej niż atmosferyczne, a temperatura wynosi około 30°C, czyli jest bliska temperaturze otoczenia. Kiedy para rozpręża się w turbinie, na skutek spadku ciśnienia i temperatury pary, ilość zawartej w niej energii cieplnej znacznie maleje. Ponieważ proces rozprężania pary zachodzi bardzo szybko, w tym bardzo krótkim czasie nie ma czasu na jakikolwiek znaczący transfer ciepła z pary do otoczenia. Gdzie trafia nadmiar energii cieplnej? Wiadomo, że zgodnie z podstawowym prawem natury – prawem zachowania i przemiany energii – nie da się zniszczyć ani pozyskać „z niczego” żadnej, nawet najmniejszej ilości energii. Energia może przemieszczać się tylko z jednego rodzaju na drugi. Oczywiście, właśnie z taką transformacją energetyczną mamy do czynienia w tym przypadku. Nadmiar energii cieplnej zawartej wcześniej w parze zamienił się w energię mechaniczną i można ją wykorzystać według własnego uznania.

Sposób działania turbiny parowej opisano w artykule o.

Tutaj powiemy tylko, że strumień pary wchodzący do łopatek turbiny ma bardzo dużą prędkość, często przekraczającą prędkość dźwięku. Strumień pary obraca tarczę turbiny parowej i wał, na którym tarcza jest zamontowana. Wał turbiny można podłączyć np. do maszyny elektrycznej – generatora. Zadaniem generatora jest zamiana energii mechanicznej obrotu wału na energię elektryczną. W ten sposób energia chemiczna paliwa w elektrowni parowej jest przekształcana w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną, która może być magazynowana w zasilaczu UPS prądu przemiennego.

Para, która wykonała pracę w silniku, dostaje się do skraplacza. Woda chłodząca jest w sposób ciągły pompowana przez rury skraplacza, zwykle pobierana z naturalnego zbiornika wodnego: rzeki, jeziora, morza. Woda chłodząca odbiera ciepło z pary wchodzącej do skraplacza, w wyniku czego para ulega kondensacji, czyli zamienia się w wodę. Powstała w wyniku kondensacji woda jest pompowana do kotła parowego, w którym ponownie odparowuje, a cały proces powtarza się od nowa.

Jest to w zasadzie działanie elektrowni parowej stacji termoelektrycznej. Jak widać para pełni rolę pośrednika, tzw. płynu roboczego, za pomocą którego energia chemiczna paliwa zamieniona na energię cieplną zamieniana jest na energię mechaniczną.

Nie należy oczywiście sądzić, że konstrukcja nowoczesnego, wydajnego kotła parowego lub silnika cieplnego jest tak prosta, jak pokazano na powyższym rysunku. Wręcz przeciwnie, kocioł i turbina, które są najważniejszymi elementami elektrowni parowej, mają bardzo złożoną konstrukcję.

Teraz zaczynamy wyjaśniać tę pracę.

Zgodnie z ogólnie przyjętą definicją, elektrownie cieplne- są to elektrownie wytwarzające energię elektryczną poprzez zamianę energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną obrotu wału generatora elektrycznego.

Pierwszy TPP pojawiła się pod koniec XIX wieku w Nowym Jorku (1882), a w 1883 roku zbudowano pierwszą elektrownię cieplną w Rosji (St. Petersburg). Od czasu ich pojawienia się najbardziej rozpowszechnione stały się elektrownie cieplne, biorąc pod uwagę stale rosnące potrzeby energetyczne początku epoki technogenicznej. Do połowy lat 70-tych ubiegłego wieku dominującym sposobem wytwarzania energii elektrycznej była eksploatacja elektrowni cieplnych. Na przykład w USA i ZSRR udział elektrowni cieplnych w całej otrzymanej energii elektrycznej wynosił 80%, a na całym świecie około 73-75%.

Podana powyżej definicja, choć pojemna, nie zawsze jest jasna. Spróbujemy wyjaśnić własnymi słowami ogólną zasadę działania wszelkiego rodzaju elektrowni cieplnych.

Wytwarzanie energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych przebiega przez wiele kolejnych etapów, ale ogólna zasada jego działania jest bardzo prosta. W pierwszej kolejności paliwo spalane jest w specjalnej komorze spalania (kotle parowym), w której wydziela się duża ilość ciepła, które zamienia wodę krążącą specjalnymi systemami rur umieszczonymi wewnątrz kotła w parę. Stale rosnące ciśnienie pary powoduje obrót wirnika turbiny, który przekazuje energię obrotową na wał generatora, w wyniku czego generowany jest prąd elektryczny.

System pary/wody jest zamknięty. Para po przejściu przez turbinę ulega kondensacji i ponownie zamienia się w wodę, która dodatkowo przechodzi przez układ nagrzewnicy i ponownie trafia do kotła parowego.

Istnieje kilka rodzajów elektrowni cieplnych. Obecnie wśród elektrowni cieplnych najwięcej elektrownie z turbiną parową termiczną (TPES). W elektrowniach tego typu energia cieplna spalonego paliwa wykorzystywana jest w wytwornicy pary, w której osiąga się bardzo wysokie ciśnienie pary wodnej napędzającej wirnik turbiny i odpowiednio generator. Jako paliwo takie elektrownie cieplne wykorzystują olej opałowy lub olej napędowy, a także gaz ziemny, węgiel, torf, łupki, innymi słowy wszystkie rodzaje paliw. Sprawność TPES wynosi około 40%, a ich moc może sięgać 3-6 GW.

GRES (państwowa elektrownia rejonowa)- dość znane i znane imię. To nic innego jak elektrownia cieplno-parowa z turbiną, wyposażona w specjalne turbiny kondensacyjne, które nie wykorzystują energii gazów spalinowych i nie zamieniają jej na ciepło, np. do ogrzewania budynków. Elektrownie takie nazywane są także elektrowniami kondensacyjnymi.

W tym samym przypadku jeśli TPES wyposażone w specjalne turbiny ciepłownicze, które zamieniają energię wtórną pary spalinowej na energię cieplną wykorzystywaną na potrzeby usług komunalnych lub przemysłowych, wówczas są to elektrociepłownie lub elektrociepłownie. Na przykład w ZSRR państwowe elektrownie okręgowe odpowiadały za około 65% energii elektrycznej wytwarzanej przez elektrownie z turbinami parowymi, a odpowiednio 35% - z elektrowni cieplnych.

Istnieją również inne rodzaje elektrowni cieplnych. W elektrowniach z turbiną gazową, czyli GTPP, generator jest obracany przez turbinę gazową. Jako paliwo w tego typu elektrowniach cieplnych wykorzystuje się gaz ziemny lub paliwo ciekłe (olej napędowy, olej opałowy). Sprawność takich elektrowni nie jest jednak zbyt wysoka i wynosi około 27-29%, dlatego wykorzystuje się je głównie jako rezerwowe źródła energii elektrycznej do pokrycia szczytowych obciążeń sieci elektroenergetycznej lub do zaopatrzenia w energię elektryczną małych miejscowości.

Elektrownie cieplne z turbozespołem parowo-gazowym (SGPP). Są to elektrownie kombinowane. Są wyposażone w mechanizmy turbiny parowej i turbiny gazowej, a ich sprawność sięga 41-44%. Elektrownie te umożliwiają także odzysk ciepła i zamianę go na energię cieplną wykorzystywaną do ogrzewania budynków.

Główną wadą wszystkich elektrowni cieplnych jest rodzaj stosowanego paliwa. Wszystkie rodzaje paliw wykorzystywane w elektrowniach cieplnych są niezastąpionymi zasobami naturalnymi, które powoli, ale systematycznie się wyczerpują. Dlatego obecnie, wraz z wykorzystaniem elektrowni jądrowych, rozwijany jest mechanizm wytwarzania energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnych lub innych alternatywnych źródeł energii.