Грэс: описание работы и значимость

Управление

При всей простоте принципа работы сама гидроэлектростанция – стратегический объект, который нуждается в оперативном управлении. Необходимо не только отслеживать запасы воды в водохранилище, но и регулировать подачу потока на турбины, количество производимой электроэнергии.

Если река, на которой расположена станция, судоходная, то нужно пропускать суда через специальные шлюзы. Ошибки могут привести как к техногенным, так и к экологическим катастрофам.

Запуск агрегата ГЭС происходит не более чем за 50 секунд. КПД – 85-90%. На современных станциях предусмотрены системы аварийно-ремонтного затвора, установлены датчики для контроля важных параметров.                    

Только газ и вода

По словам технического директора Няганской ГРЭС Михаила Михайлова, электроэнергия, вырабатываемая здесь, поступает во многие города страны, но, прежде всего, она, конечно, приносит свет в дома Югры, Ямала и Тюменской области, Урала.

Новость по теме

Президент России и президент Финляндии запустили ГРЭС в Нягани

«ГРЭС задумали в 80-х, начали строить в 90-х и закончили в 2013-м как станцию нового поколения. Всё, что надо для её работы — газ и вода. Принцип работы прост: при сжигании природного газа высвобождается энергия, она превращает воду в пар с давлением 240 кг на 1 кв. см. и температурой 524°С. Он-то и приводит в движение турбину. Она вращает гигантский магнит внутри генератора, который и вырабатывает электроэнергию», — рассказал Михаил Михайлов.

Сейчас на ГРЭС работает 170 сотрудников, в большинстве своём молодые, приехавшие в Нягань со всей страны. Средний возраст — 36 лет. Альберт Кабиров — яркий пример талантливого специалиста, для которого Югра стала вторым домом.

«Я сам из Башкирии, учился в Уфе, на политехническом,  моя специализация — парогазовые установки. Это самое что ни на есть последнее слово в мировой теплоэнергетике, — объясняет  Альберт Кабиров. — Коэффициент полезного действия станций, оборудованных такими установками, вдвое выше, чем КПД остальных тепловых электростанций страны — 60 с лишним процентов. К сожалению, в России пока очень мало таких энергокомплексов, если бы я остался в родном крае, не смог бы в полной мере реализовать себя. До Няганской ГРЭС работал на более старой и скромной Кармановской ГРЭС. Там начинал с самых низов — дежурным слесарем, машистом-обходчиком по турбине, по котлу, машинистом энергоблока, затем перешёл в производственно-технический отдел. Оттуда перебрался сюда, пройдя серьёзный конкурсный отбор, чем очень горжусь. Здесь за несколько лет вырос до главного специалиста по эксплуатации».

Новость по теме

5-летие отмечает Няганская ГРЭС

Большинство работников станции осели в Нягани и создали семьи — в среднем, у каждого из сотрудников ГРЭС уже двое детей. Живут энергетики в городских квартирах, взятых в ипотеку, которую многие уже погасили — зарплата позволяет. Конкретные суммы не называются, но руководство подчёркивает, что оплата труда — вполне достойная.

КПД тепловой электростанции

Основным показателем любой тепловой электростанции является ее коэффициент полезного действия. Например, для угольных ТЭС существует термический КПД, определяемый количеством угля, необходимого для выработки 1 кВт*ч электроэнергии. Если в начале 20-х годов прошлого века этот показатель составлял 15,4 кг, то в 60-е годы он снизился до 3,95 кг. В дальнейшем расход угля вновь незначительно поднялся до 4,6 кг.

Причиной такого подъема стали газоочистители, уловители пыли и золы, из-за которых угольная электростанция снизила выходную мощность на 10%. Многие станции пользуются более чистым в экологическом плане углем, что также привело к увеличению потребления топлива.

Процентное выражение термического КПД тепловой электростанции составляет не более 36%, что связано с высокими тепловыми потерями, вызываемыми отходящими газами при горении. У атомных электростанций, отличающимися низкими температурами и давлением термический КПД еще ниже – 32%. Самый высокий показатель у газотурбинных установок, оборудованных котлами-утилизаторами и дополнительными паровыми турбинами. КПД электростанций с таким оборудованием превышает 40%. Этот показатель полностью зависит от величины рабочих температур и давления пара.

Современные паротурбинные электростанции используют промежуточный перегрев пара. После того как он частично отработает в турбине, происходит его отбор в промежуточной точке для последующего повторного нагрева до первоначальной температуры. Система промежуточного перегрева может состоять из двух ступеней и более, что способствует значительному увеличению термического КПД.

Принцип работы тепловой электростанции

Основной принцип работы тепловой электростанции заключается в производстве тепловой энергии из органического топлива, которая в дальнейшем используется для выработки электрического тока.

Понятия ТЭС и ТЭЦ существенно различаются между собой. Первые установки относятся к так называемым чистым электростанциям, вырабатывающим только электрический ток. Каждая из них известна еще и как конденсационная электростанция – КЭС. ТЭЦ расшифровывается как теплоэлектроцентраль и является разновидностью ТЭС. Данные установки не только генерируют электричество, но и являются тепловыми, то есть дают тепло в системы отопления и горячего водоснабжения. Такое комбинированное использование требует специальных паровых турбин с противодавлением или системой промежуточного отбора пара.

Несмотря на разнообразие конструкций, работа всех ТЭС осуществляется по общей схеме. В котел постоянно подается топливо в виде угля, газа, торфа, мазута или горючих сланцев. На многих электростанциях используется заранее приготовленная угольная пыль. Вместе с топливом поступает воздух в подогретом виде, выполняющий функцию окислителя.

В процессе горения топлива создается тепло, нагревающее воду в паровом котле. Происходит образование насыщенного пара, подаваемого в паровую турбину через паропровод. Далее тепловая энергия становится механической.

Вал и остальные движущиеся части турбины связаны между собой и представляют единое целое. Струя пара под высоким давлением и при высокой температуре выходит из сопел и воздействует на лопатки турбины. Закрепленные на диске, они начинают вращаться и приводят в движение вал, соединенный с генератором. В результате вращения происходит преобразование механической энергии в электрический ток.

Пройдя через паровую турбину, пар снижает свою температуру и давление. Далее он попадает в конденсатор и прокачивается по трубкам, охлаждаемым водой. Здесь пар окончательно превращается в воду и поступает в деаэратор для очистки от растворенных газов. Очищенная вода с помощью насоса подается в котельную установку через подогреватель.

Новые технологии сжигания угля

КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.

Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.

Чистое сжигание угля (Clean Coal)

Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО₂ закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.

Метод «pre-combustion»

Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO₂ – оксид серы. Далее происходит удаление СО₂ с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.

Главное – электричество

Обозначение «ГРЭС» – пережиток советского индустриального мегапроекта, на начальном этапе которого, в рамках плана ГОЭЛРО, решалась задача ликвидации дефицита, прежде всего, электрической энергии. Расшифровывается оно просто – «государственная районная электрическая станция». Районами в СССР называли территориальные объединения (промышленности с населением), в которых можно было организовать единое энергоснабжение. И в узловых географических точках, обычно вблизи крупных месторождений сырья, которое можно было использовать в качестве топлива, и ставили ГРЭС. Впрочем, газ на такие станции можно подавать и по трубопроводам, а уголь, мазут и другие виды топлива завозить по железной дороге. А на Березовскую ГРЭС в красноярском Шарыпово уголь вообще приходит по 14-километровому конвейеру.

В современном понимании ГРЭС – это конденсационная электростанция (КЭС), по сравнению с ТЭЦ, очень мощная. Ведь главная задача такой станции – выработка электроэнергии, причем в базовом режиме (то есть равномерно в течение дня, месяца или года). Поэтому ГРЭС, как правило, расположены вдали от крупных городов – благодаря линиям электропередач такие объекты генерации работают на всю энергосистему. И даже на экспорт – как, например, Гусиноозерская ГРЭС в Бурятии, с момента своего запуска в 1976 году обеспечивающая львиную долю поставок в Монголию. И выполняющая для этой страны роль «горячего резерва».

Интересно, что далеко не все станции, имеющие в своем названии аббревиатуру «ГРЭС», являются конденсационными; некоторые из них давно работают как теплоэлектроцентрали. Например, Кемеровская ГРЭС «Сибирской генерирующей . Потребление угля на электричество и тепло на станции идет сегодня в пропорции 50 на 50», — объясняет «Кислород.ЛАЙФ» начальник управления эксплуатации ТЭС Кузбасского филиала СГК Алексей Кутырев.

В то же время на других ГРЭС, входящих в СГК – например, на Томь-Усинской (1345,4 МВт) и Беловской (1260 МВт) в Кузбассе, а также на Назаровской (1308 МВт) в Красноярском крае – 97% сжигаемого угля идет на генерацию электричества. И всего 3% – на выработку тепла. И такая же картина, за редким исключением – практически на любой другой ГРЭС.

Крупнейшей в России ГРЭС и третьей в мире тепловой станцией является Сургутская ГРЭС-2(входит в «Юнипро») – ее мощность 5657,1 МВт (мощнее в нашей стране – только две ГЭС, Саяно-Шушенская и Красноярская). При довольно приличном КИУМ более 64,5% эта станция выработала в 2021 году почти 32 млрд кВт*часов электрической энергии. Эта ГРЭС работает на попутном нефтяном и природном газе. Крупнейшей же по мощности ГРЭС в стране, работающей на твердом топливе (угле), является Рефтинская — она расположена в 100 км от Екатеринбурга. 3,8 ГВт электрической мощности позволяют вырабатывать объемы, покрывающие 40% потребности всей Свердловской области. В качестве основного топлива на станции используется экибастузский каменный уголь.

Кемеровская ГРЭС давно перепрофилирована в классическую теплоэлектроцентраль, ей оставлено лишь историческое название – ГРЭС.

Современные технологии и инновации в работе ГРЭС

ГРЭС (газовая турбинная электростанция) – это современный тип электростанции, основой которого является газовая турбина. В современных ГРЭС применяются различные технологии и инновации для повышения эффективности работы и снижения негативного воздействия на окружающую среду.

1. Комбинированный цикл

Одной из основных инноваций в работе ГРЭС является применение комбинированного цикла. Это сочетание газовой турбины и паровой турбины на одной станции. Газовая турбина используется для привода генератора электроэнергии, а ее выхлопные газы направляются в котел, где происходит нагрев воды и приводится в движение паровая турбина. Такое сочетание позволяет эффективно использовать топливо и повышает кПД станции.

2. Парогазовые установки

Парогазовые установки – это разновидность ГРЭС, в которой в состав комбинированного цикла добавляется еще один паровой котел. В парогазовых установках тепло, выделяющееся при сгорании газа в газовой турбине, используется для нагрева воды в паровом котле. Затем полученный пар приводит в движение паровую турбину. Парогазовые установки позволяют еще более повысить эффективность работы ГРЭС.

3. Системы повышенного сжатия воздуха

Для увеличения мощности и эффективности работы газовой турбины в современных ГРЭС применяются системы повышенного сжатия воздуха. Они обеспечивают более полное сгорание топлива и увеличивают выходной поток горячих газов, передаваемых в паровую турбину.

4. Использование холодного воздуха для охлаждения

Чтобы повысить эффективность работы газовой турбины, в некоторых ГРЭС применяются системы охлаждения воздуха. Одним из способов является использование холодного воздуха из окружающей среды для охлаждения входящего воздуха. Это позволяет снизить его температуру и увеличить плотность, что повышает кПД газовой турбины.

5. Модернизация систем очистки отработавших газов

Еще одна технология, применяемая на современных ГРЭС, – это модернизация систем очистки отработавших газов. На станциях устанавливаются специальные фильтры и абсорбционные системы, которые улавливают различные вредные вещества и предотвращают их выброс в атмосферу. Такие системы снижают вредное воздействие электростанции на окружающую среду и улучшают экологическую обстановку.

Вывод

Современные технологии и инновации в работе ГРЭС позволяют значительно повысить эффективность генерации электроэнергии и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Комбинированные циклы, парогазовые установки, системы повышенного сжатия воздуха, использование холодного воздуха для охлаждения и модернизация систем очистки отработавших газов – все это способствует более эффективной работе газовой турбины и улучшению экологической обстановки.

Основные проблемы и решения в работе ГРЭС

ГРЭС (газово-паровая электростанция) – это объект энергетики, который использует два источника энергии – газ и пар – для производства электричества. Хотя ГРЭС является эффективным и экологически чистым источником энергии, она сталкивается с рядом проблем, которые требуют постоянного внимания и решения.

1. Загрязнение окружающей среды

Одной из главных проблем, с которой сталкиваются ГРЭС, является загрязнение окружающей среды. В процессе сжигания газа или угля для получения энергии выделяются вредные вещества, такие как диоксид серы, оксиды азота, углеродные оксиды и тяжелые металлы. Для решения этой проблемы необходимо применять современные системы очистки выбросов и контролировать содержание вредных веществ в выбросах.

2. Энергоэффективность

Одной из основных задача ГРЭС является обеспечение максимальной энергоэффективности. Однако из-за различных технических причин, таких как потери тепла в процессе передачи и преобразования энергии, эффективность ГРЭС может быть невысокой. Для решения этой проблемы необходимо постоянно совершенствовать технологии производства и использовать современное оборудование, способное обеспечить максимальную эффективность работы

Также важно проводить регулярное техническое обслуживание и контроль за состоянием оборудования

3. Надежность работы

ГРЭС является крупным и сложным объектом энергетики, и любая сбой в ее работе может привести к большим экономическим и экологическим последствиям. Поэтому надежность работы ГРЭС является одной из главных проблем. Для обеспечения надежности необходимо проводить регулярные проверки и контроль работы оборудования, а также проводить обучение персонала для устранения возможных проблем.

4. Стоимость производства электроэнергии

Еще одна важная проблема, с которой сталкиваются ГРЭС, – это стоимость производства электроэнергии. При существующих технологиях производство электроэнергии на ГРЭС может быть дороже по сравнению с другими источниками энергии. Для решения этой проблемы необходимо внедрять новые технологии с целью снижения затрат на производство и повышения энергоэффективности.

5. Ресурсоемкость

ГРЭС требуют больших затрат на постройку и эксплуатацию, а также на запас газа или угля. Это делает их ресурсоемкими объектами. Чтобы снизить эти затраты, необходимо использовать современные и эффективные технологии производства, а также проводить регулярное техническое обслуживание и контроль за состоянием оборудования, чтобы продлить срок его службы.

В целом, работа ГРЭС требует постоянного внимания и разработки новых технологий для решения вышеупомянутых проблем. Только так можно обеспечить эффективное производство электроэнергии и минимизировать влияние на окружающую среду.

Отличия между ГЭС и ГРЭС

Принцип работы

Гидроэлектростанции (ГЭС) генерируют электричество на основе потенциальной энергии воды, которая преобразуется в кинетическую энергию в турбинах. Для этого, используются водохранилища, которые позволяют контролировать поток воды и регулировать производство электроэнергии.

Газовые электростанции (ГРЭС) в большинстве своем, работают на газе, который сжигается в котлах, создавая пар. Далее пар попадает в турбину, которая превращает его энергию в кинетическую, которая, в свою очередь, превращается в электричество благодаря вращению генератора.

Инфраструктура

ГЭС требуют создания водохранилищ, что может повлечь за собой перемещение людей и животных, а также изменение экосистемы водоемов, что может негативно повлиять на сообщества существующих рыб и других животных.

ГРЭС требуют наличия газопроводов и хранилищ газа, что делает их независимыми от географических ограничений, связанных с наличием водных ресурсов. Однако, из-за большого количества нефте и газопроводов в регионах, где действуют газовые электростанции, риск экологических катастроф остается достаточно высоким.

Производство электроэнергии

ГЭС генерируют большое количество электроэнергии и могут обслуживать огромные территории. Однако, производство электроэнергии на ГЭС напрямую зависит от погодных условий и количества воды в реках и озерах. Кроме того, такие станции работают сравнительно медленнее по сравнению с ГРЭС.

ГРЭС, в свою очередь, могут работать в любых погодных условиях, но главным недостатком является то, что производство электроэнергии сильно зависит от наличия газа. Газ может закончиться внезапно, что остановит производство электроэнергии на станции.

История развития ГРЭС

Первые газотурбинные электростанции (ГРЭС) появились в середине XX века и были созданы в США. Они отличались высокой эффективностью и экономичностью в сравнении с традиционными тепловыми электростанциями.

В 1939 году в США была запущена первая газотурбинная установка с использованием сжиженного природного газа. Это стало началом активного развития газотурбинных технологий и, в конечном итоге, привело к созданию первых ГРЭС.

В 1949 году в городе Неаполь (штат Нью-Йорк) была запущена первая в мире газотурбинная электростанция мощностью 3.5 МВт. Она использовала газовую турбину с открытой камерой сгорания и была предназначена для обеспечения электричеством индустриальных предприятий региона.

В последующие десятилетия технология газотурбинных установок развивалась, и с появлением новых материалов и компонентов они стали более надежными и эффективными. В 1959 году была запущена первая ГРЭС в мире мощностью 60 МВт в городе Питтсбург (штат Калифорния).

В СССР развитие ГРЭС началось в 1960-х годах. В 1962 году в городе Москва была запущена первая советская газотурбинная электростанция мощностью 25 МВт, которая использовала газовые турбины «ЛМЗ-50». Отдельные компоненты для этих турбин разрабатывались ещё с 1950-х годов, но только в 1960 году получена возможность их использования в производстве.

С появлением новых технологий и развитием промышленного производства, ГРЭС стали все более мощными и эффективными. Современные ГРЭС могут иметь мощность в несколько сотен и даже тысяч мегаватт. Они играют важную роль в энергетической системе страны и являются важнейшими источниками электроэнергии.

Эффективность ТЭЦ

На разных этапах работы электростанции теряется большое количество тепла, в то время как большая часть теряется в конденсаторе. Вот почему их эффективность так низка.

Тепловая эффективность — это безразмерная мера мощности устройства, использующего тепловую энергию, или иным образом отношение тепла, преобразованного в цикле в работу к теплу, подведенному в цикле к рабочему телу. Чем выше этот показатель, тем лучше цикл. На современных тепловых электростанциях тепловой КПД составляет 30%.

• At  — тепло, преобразованное в цикле в работу
• Q1 — тепло, подведенное в цикле к рабочему телу
• Q2 — тепло, отданное в цикле рабочим телом в окружающую среду

На большинстве тепловых электростанций в электроэнергию превращаются только 40% теплоты, которая выделяется в результате сгорания топлива, все остальное выбрасывается в окружающую среду. Однако на некоторых электростанциях это остаточное тепло используется для обогрева близлежащих домов и предприятий. С помощью такой системы вы можете увеличить отдачу на 80%.

Самые известные электростанции России

Итак, ГРЭС расшифровка, надеемся, вам понятна. Теперь следует разобраться, какие объекты имеют огромное значение для различных областей. Как правило, установки, отличающиеся большой мощностью, ставят в местах добычи топлива. При этом чем больше станция, тем на большие расстояния она способна передавать электричество.

Строительство станций меньшей мощности ориентировано на применение для них местных видов топлива. Их располагают в основном около городов, и нацелены они на конечного потребителя. Объекты, осуществляющие работу на высококалорийном топливе, также ориентированы на потребителя. Работающие же на мазуте станции располагают вблизи нефтеперерабатывающих производств.

Самые известные электростанции в России, это:

• Сургутская ГРЭС — наиболее большой объект для производства электричества, мощность которого равна 5597 МВт. Такой мощности хватает для обеспечения электричеством 5 млн. домов россиян;
• Сахалинская ГРЭС — тепловая электростанция, которая находится в Сахалинской области, вблизи поселка Лермонтовка. Объект подает электричество в южную и центральную часть о. Сахалин;
• ГРЭС Симферополь — объект, расположенный недалеко от Симферополя. Обеспечивает электричеством окрестности города;
• ГРЭС Мыски или Томь-Усинская — крупный государственный объект на юге Западной Сибири. Всего в нем находится 9 блоков, общая масса которых составляет 1272 МВт. Установка является частью СУЭК, входит в ТГК-12. Ее основная цель — покрытие нагрузок энергетической системы Кузбасса;
• Пермская ГРЭС — тепловая станция, находящаяся в Пермском крае. Она расположена в 7 км. от Перми и в 5 км. от г. Добрянка. Объект является источником электричества для различных групп потребителей: промышленного узла Верхнекамский (занимается переработкой и добычей леса, химией и нефтехимией, добычей полезных ископаемых, металлургией), промышленного центра Пермского края (занимается строительством машин, добычей и переработкой нефти, нефтехимией;
• Костромская ГРЭС — находится в Волгореченске, входит в Интер РАО. Мощность составляет 3600 МВт. Третья дымовая труба объекта имеет высоту, равную 320 метрам. Она признана одной из наиболее высоких в РФ;
• Новочеркасская ГРЭС — станция в микрорайоне города Новочеркасска. Обеспечивает электричеством Ростовскую область, является частью состава ПАО ОГК-2. Мощность равна 2112 МВт, топливом для объекта является уголь и природный газ, иногда используется мазут. Представленный объект — единственный, осуществляющий работу на отходах, которые остаются после добычи угля. Высота 3-х труб станции достигает по 250 м., одна труба равна 185 метрам;
• Троицкая ГРЭС — находится в Троицке, Челябинская область. Является частью ОГК-2. Мощность составляет 2059 МВт. Первый пуск объекта был выполнен в 1960 г. Затем неоднократно достраивались новые блоки установки. Четвертый, пятый и седьмой блоки станции имеют экологические фильтры, призванные очищать их от пыли и газа. В качестве топлива выступает мазут. Всего электричества объект потребляем в количестве 7,1 % от общей выработки;
• Харанорская ГРЭС — один из крупных объектов. Находится на р. Онон, в п. Ясногорск, который и обеспечивает теплом. В будущем может стать источником тепла для п. Ясная;
• Каширская ГРЭС — может расшифровываться как станция имени Кржижановского. Находится в г. Кашира, Московская область. Была возведена еще при В.И. Ленине.

Существуют и другие электростанции, мы представили только самые основные. Все КЭС производят электрическую энергию и обладают схожим принципом работы. Они представляют собой сложный комплекс строений, энергетического оборудования, арматуры и труб, разных автоматических систем. Влияние на гидросферу, литосферу и атмосферу подобных объектов неблагоприятно, но предпринимаются меры, позволяющие делать установки более экологичными.

Значение ГРЭС в современном мире и перспективы развития

ГРЭС (газовая турбинно-паровая электростанция) является важным элементом современной энергетики. Она представляет собой электростанцию, на которой электроэнергия производится с помощью совмещенных несколько видов энергетических установок: газовых турбинных установок (ГТУ) и паровых турбинных установок (ПТУ).

Основное преимущество ГРЭС заключается в том, что она обеспечивает высокий уровень эффективности и экономичности производства электроэнергии. Это достигается благодаря использованию двух видов энергетических установок, каждая из которых работает на своей оптимальной нагрузке. Это также дает возможность эффективно использовать несколько видов топлива, таких как газ и мазут, что делает ГРЭС универсальной и экономически эффективной.

В современном мире ГРЭС играет важную роль в энергетическом обеспечении. Она может быть использована как базовая или резервная электростанция, обеспечивая стабильное и надежное энергоснабжение как для отдельных регионов, так и для всей страны. ГРЭС также может смещать отечественные электростанции с использованием ископаемого топлива, что имеет положительный экологический эффект и способствует диверсификации источников энергоснабжения.

Перспективы развития ГРЭС связаны с улучшением технологий и повышением экологической безопасности производства электроэнергии. В настоящее время исследуются и внедряются новые методы снижения выбросов и повышения эффективности работы ГРЭС. Одним из направлений развития является переход к использованию альтернативных источников энергии, таких как ветро- и солнечная энергия, в сочетании с газовыми и паровыми установками на ГРЭС. Это позволит снизить зависимость от ископаемого топлива и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Преимущества ГРЭС:
Преимущество
Описание

Высокая эффективность
Использование двух видов энергетических установок обеспечивает высокий уровень эффективности производства электроэнергии.

Экономичность
Совмещение использования разных видов топлива позволяет сократить затраты на производство электроэнергии.

Стабильное и надежное энергоснабжение
ГРЭС может быть использована как базовая или резервная электростанция, обеспечивая стабильное и надежное энергоснабжение.

Экологическая безопасность
Улучшение технологий и использование альтернативных источников энергии позволят снизить негативное воздействие на окружающую среду.

Таким образом, ГРЭС имеет значительное значение в современном мире энергетики. Она обеспечивает высокую эффективность, экономичность и надежность энергоснабжения, а также способствует снижению вредного воздействия на окружающую среду. Перспективы развития ГРЭС связаны с улучшением технологий и переходом к использованию альтернативных источников энергии.

Принцип работы и устройство тепловой электростанции (ТЭС/ТЭЦ)

Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.

Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.

И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.

Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.

Возможности использования возобновляемых источников энергии

1. Солнечная энергия

Одним из ключевых возобновляемых источников энергии является солнечная энергия. Она получается за счет конвертации солнечного излучения в электрическую энергию при помощи солнечных панелей. Преимущества использования солнечной энергии включают:

• Экологическая чистота;
• Бесплатность и бесконечность источника;
• Снижение зависимости от ископаемых топлив;
• Возможность установки на удаленных и труднодоступных территориях.

2. Ветровая энергия

Ветровая энергия — это энергия ветра, которая преобразуется в электрическую энергию при помощи ветряных установок. Главные преимущества использования ветровой энергии:

1. Относительная низкая стоимость производства;
2. Бесплатность и бесконечность источника;
3. Экологическая чистота и отсутствие выбросов парниковых газов;
4. Может быть установлена на море, где ветрозависимость выше.

3. Гидроэнергетика

Гидроэнергетика основана на использовании энергии потока и падения воды. Она включает в себя гидроэлектростанции (ГЭС) и малые гидроэнергетические установки. Основные преимущества гидроэнергетики:

• Высокая эффективность производства;
• Бесплатность и бесконечность источника;
• Экологическая чистота и отсутствие выбросов углекислого газа;
• Регулируемость и управляемость гидроэлектростанций.

4. Биоэнергетика

Биоэнергетика основана на использовании биологических источников энергии, таких как растения и животные отходы, а также древесина. Преимущества биоэнергетики:

1. Использование отходов, что снижает общий объем отходов и подавляет загрязнение;
2. Бесконечность возобновляемого источника данных отходов;
3. Снижение зависимости от ископаемых топлив;
4. Простота получения материала для генерации энергии.

5. Геотермальная энергия

Геотермальная энергия основана на использовании тепла, накопленного внутри земли. Ее использование имеет следующие преимущества:

• Бесплатность и бесконечность источника;
• Экологическая чистота и отсутствие выбросов;
• Может использоваться как для генерации электричества, так и для отопления;
• Может быть использована в местах с высокой сейсмической активностью.

Сравнение возобновляемых источников энергии Источник Преимущества

Солнечная энергия Экологическая чистота, бесплатность, снижение зависимости от ископаемых топлив Ветровая энергия Низкая стоимость, экологическая чистота, установки на море Гидроэнергетика Высокая эффективность, экологическая чистота, регулируемость Биоэнергетика Утилизация отходов, независимость от ископаемых топлив Геотермальная энергия Бесплатность, экологическая чистота, сейсмоустойчивость

Отличия ГРЭС от ГЭС

Отличия ГЭС от ГРЭС – это как сравнивать яблоко и грушу, так как это абсолютно разные по своей природе сооружения. Они разные абсолютно во всем, кроме, наверное, наличия турбины, но даже строение турбины разное, не говоря уже о блоках, накапливающих энергию. Существует 5 основных отличий у этих ЭС:

• В ГЭС используется для выработки электричества энергия потока воды, поэтому они строятся на реках, в то же самое время ГРЭС – могут быть построены везде, где есть железнодорожное сообщение или близкое расположение горючих полезных ископаемых. И для закрепления: ГЭС – гидравлическая электростанция, а ГРЭС – тепловая.
• На ГЭС основная энергия вырабатывается при вращении лопастей турбины при давлении на них напора воды, ГРЭС же работают под напором водяного пара, сила которого около 300 МПа.
• ГЭС используют возобновляемую энергию воду, поэтому КПД во многом зависит от водоема, где установлена станция, его объема и проектирования всей системы, КПД ГРЭС же зависит от типа и качества топлива.
• ГРЭС – более стабильный источник энергии для стран с ярко выраженными холодными и теплыми сезонами, ГЭС же, наоборот, нет, так как в зависимости от температуры изменяется тягучесть воды и, соответственно, скорость ее спадания на лопасти турбины.
• ГРЭ может работать даже при экстремально низких температурах.