Теплоелектроцентраль (ТЕЦ), теплова електростанція, що виробляє не лише електричну енергію, але і тепло, що відпускається споживачам у вигляді пари і гарячої води. Використання в практичних цілях відпрацьованого тепла двигунів, що обертають електричні генератори, є відмітною особливістю ТЕЦ(теплоелектроцентраль) і носить назву теплофікація . Комбіноване виробництво енергії двох видів сприяє економнішому використанню палива в порівнянні з роздільним виробленням електроенергії на конденсаційних електростанціях (у СРСР — ГРЕС(державна районна електростанція)) і тепловій енергії на місцевих котельних установках . Заміна місцевих котельних, що нераціонально використовують паливо і міст, що забруднюють атмосферу, і селищ, централізованою системою теплопостачання сприяє не лише значній економії палива, але і підвищенню чистоти повітряного басейну, поліпшенню санітарного стану населених місць.
Вихідне джерело енергії на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) — органічне паливо (на паротурбінних і газотурбінних ТЕЦ(теплоелектроцентраль)) або ядерне паливо (на планованих атомних ТЕЦ(теплоелектроцентраль)). Переважне поширення мають (1976) паротурбінні ТЕЦ(теплоелектроцентраль) на органічному паливі ( мал. 1 ), що є поряд з конденсаційними електростанціями основним виглядом теплових паротурбінних електростанцій (ТПЕС). Розрізняють ТЕЦ(теплоелектроцентраль) промислового типа — для постачання теплом промислових підприємств, і опалювального типа — для опалювання житлових і суспільних будівель, а також для постачання їх гарячою водою. Тепло від промислових ТЕЦ(теплоелектроцентраль) передається на відстань до декількох км. (переважно у вигляді тепла пари), від отопітельних — на відстань до 20—30 км. (у вигляді тепла гарячої води).
Основне устаткування паротурбінних ТЕЦ(теплоелектроцентраль) — турбоагрегати, що перетворюють енергію робочої речовини (пара) в електричну енергію, і котлоагрегати, що виробляють пару для турбін. До складу турбоагрегату входять парова турбіна і синхронний генератор . Парові турбіни, використовувані на ТЕЦ(теплоелектроцентраль), називаються турбінами теплофікацій (ТТ). Серед них розрізняють ТТ: з протіводавленієм, зазвичай рівним 0,7—1,5 Мн/м-кодом 2 (встановлюються на ТЕЦ(теплоелектроцентраль), що забезпечують пором промислові підприємства); з конденсацією і відборами пара під тиском 0,7— 1,5 Мн/м-коду 2 (для промислових споживачів) і 0,05—0,25 Мн / м-коду 2 (для комунально-побутових споживачів); з конденсацією і відбором пари (отопітельним) під тиском 0,05—0,25 Мн/м-код 2 .
Відпрацьоване тепло ТТ з протіводавленієм можна використовувати повністю. Проте електрична потужність, що розвивається такими турбінами, залежить безпосередньо від величини теплового навантаження, і за відсутності останньої (як це, наприклад, буває в літній час на опалювальних ТЕЦ(теплоелектроцентраль)) вони не виробляють електричної потужності. Тому ТТ з протіводавленієм застосовують лише за наявності досить рівномірного теплового навантаження, забезпеченого на весь час дії ТЕЦ(теплоелектроцентраль) (тобто переважно на промислових ТЕЦ(теплоелектроцентраль)).
У ТТ з конденсацією і відбором пари для постачання теплом споживачів використовується лише пара відборів, а тепло конденсаційного потоку пари віддається в конденсаторі воді, що охолоджує, і втрачається. Для скорочення втрат тепла такі ТТ велику частину часу повинні працювати по «тепловому» графіку, тобто з мінімальним «вентиляційним» пропуском пари в конденсатор. У СРСР розроблені і будуються ТТ з конденсацією і відбором пари, в яких використання тепла конденсації передбачене: такі ТТ в умовах достатньої теплового навантаження можуть працювати як ТТ з протіводавленієм. ТТ з конденсацією і відбором пари набули на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) переважного поширення як універсальні по можливих режимах роботи. Їх використання дозволяє регулювати теплове і електричне навантаження практично незалежно; у окремому випадку, при знижених теплових навантаженнях або при їх відсутності, ТЕЦ(теплоелектроцентраль) може працювати по «електричному» графіку, з необхідною, повною або майже повною електричною потужністю.
Електричну потужність турбоагрегатів (На відміну від конденсаційних) теплофікацій вибирають переважно не за заданою шкалою потужностей, а по кількості що витрачається ними свіжої пари. Тому в СРСР крупні турбоагрегати теплофікацій уніфіковані саме по цьому параметру. Так, турбоагрегати Р-100 з протіводавленієм, ПТ-135 з промисловими і опалювальними відборами і Т-175 з опалювальним відбором мають однакову витрату свіжої пари (близько 750 т/ч ) , але різну електричну потужність (відповідно 100, 135 і 175 Мвт ) . Котлоагрегати, що виробляють пару для таких турбін, мають однакову продуктивність (близько 800 т/ч ) . Така уніфікація дозволяє використовувати на одній ТЕЦ(теплоелектроцентраль) турбоагрегати різних типів з однаковим тепловим устаткуванням казанів і турбін. У СРСР уніфікуються також котлоагрегати, використовувані для роботи на ТПЕС різного призначення. Так, котлоагрегати продуктивністю по парі 1000 т/ч використовують для постачання парою як конденсаційних турбін на 300 Мвт, так і найбільших в світі ТТ на 250 Мвт.
Тиск свіжої пари на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) прийнятий в СРСР рівним ~ 13—14 Мн/м-код 2 (переважно) і ~ 24—25 Мн/м-код 2 (на найбільш крупних енергоблоках теплофікацій — потужністю 250 Мвт ) . На ТЕЦ(теплоелектроцентраль) з тиском пари 13—14 Мн/м-кодом 2 , на відміну від ГРЕС(державна районна електростанція), відсутній проміжний перегрів пари, оскільки на таких ТЕЦ(теплоелектроцентраль) він не дає настільки істотних технічних і економічних переваг, як на ГРЕС(державна районна електростанція). Енергоблоки потужністю 250 Мвт на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) з опалювальним навантаженням виконують з проміжним перегрівом пари.
Теплове навантаження на опалювальних ТЕЦ(теплоелектроцентраль) нерівномірне протягом року. В цілях зниження витрат на основне енергетичне устаткування частина тепла (40—50%) в періоди підвищеного навантаження подається споживачам від пікових водогрейних казанів . Доля тепла що відпускається основним енергетичним устаткуванням при найбільшому навантаженні, визначає величину коефіцієнта теплофікації ТЕЦ(теплоелектроцентраль) (зазвичай рівного 0,5—0,6). Подібним же чином можна покривати списи теплового (паровий) промислового навантаження (близько 10—20% від максимальної) піковими паровими казанами невисокого тиску. Відпустка тепла може здійснюватися за двома схемами ( мал. 2 ). При відкритій схемі пар від турбін прямує безпосередньо до споживачів. При закритій схемі тепло до теплоносія (парі, воді), що транспортується до споживачів, підводиться через теплообмінники (паропаровиє і пароводяні). Вибір схеми визначається значною мірою водним режимом ТЕЦ(теплоелектроцентраль).
На ТЕЦ(теплоелектроцентраль) використовують тверде, рідке або газоподібне паливо. Унаслідок більшої близькості ТЕЦ(теплоелектроцентраль) до населених місць на них ширше (в порівнянні з ГРЕС(державна районна електростанція)) використовують коштовніше, менше забруднююче атмосферу твердими викидами паливо — мазут і газ.(газета) Для захисту повітряного басейну від забруднення твердими частками використовують (як і на ГРЕС(державна районна електростанція)) золоуловлювачі (див. Газів очищення ) , для розсіювання в атмосфері твердих часток, оксидів сірки і азоту споруджують димарі заввишки до 200—250 м. ТЕЦ(теплоелектроцентраль), що споруджуються поблизу споживачів тепла, зазвичай отстоят від джерел водопостачання на значній відстані. Тому на більшості ТЕЦ(теплоелектроцентраль) застосовують оборотну систему водопостачання з штучними охолоджувачами — градірнямі . Прямоточне водопостачання на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) зустрічається рідко.
На газотурбінних ТЕЦ(теплоелектроцентраль) як привід електричних генераторів використовують газові турбіни . Теплопостачання споживачів здійснюється за рахунок тепла, що відбирається при охолоджуванні повітря, що стискується компресорами газотурбінної установки, і тепла газів, відпрацьованих в турбіні. У якості ТЕЦ(теплоелектроцентраль) можуть працювати також парогазовиє електростанції (оснащені паротурбінними і газотурбінними агрегатами) і атомні електростанції .
Найбільшого поширення ТЕЦ(теплоелектроцентраль) набули в СРСР. Перші теплопроводи були прокладені від електростанцій Ленінграда і Москви (1924, 1928). З 30-х рр. почалося проектування і будівництво ТЕЦ(теплоелектроцентраль) потужністю 100—200 Мвт. До кінця 1940 потужність всіх ТЕЦ(теплоелектроцентраль), що діють, досягла 2 Гвт, річна відпустка тепла — 10 8 Гдж, а протяжність теплових мереж — 650 км. В середині 70-х рр. сумарна електрична потужність ТЕЦ(теплоелектроцентраль) складає близько 60 Гвт (при загальній потужності електростанцій ~ 220 і теплових електростанцій ~ 180 Гвт ) . Річне вироблення електроенергії на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) досягає 330 млрд. квт×ч, відпустка тепла — 4×10 9 Гдж; потужність окремих нових ТЕЦ(теплоелектроцентраль) — 1,5—1,6 Гвт при годинній відпустці тепла до (1,6—2,0)×10 4 Гдж; питоме вироблення електроенергії при відпустці 1 Гдж тепла — 150—160 квт×ч. Питома витрата умовного палива на виробництво 1 квт×ч електроенергії складає в середньому 290 г (тоді як на ГРЕС(державна районна електростанція) — 370 г ) ; найменша середньорічна питома витрата умовного палива на ТЕЦ(теплоелектроцентраль) близько 200 г/квт×ч (на кращих ГРЕС(державна районна електростанція) — близько 300 г/квт×ч ) . Такий знижений (в порівнянні з ГРЕС(державна районна електростанція)) питома витрата палива пояснюється комбінованим виробництвом енергії двох видів з використанням тепла відпрацьованої пари. У СРСР ТЕЦ(теплоелектроцентраль) дають економію до 25 млн. т умовного палива в рік (~ 11% всього палива, що йде на виробництво електроенергії).
ТЕЦ(теплоелектроцентраль) — основна виробнича ланка в системі централізованого теплопостачання. Будівництво ТЕЦ(теплоелектроцентраль) — один з основних напрямів розвитку енергетичного господарства в СРСР і ін. соціалістичних країнах. У капіталістичних країнах ТЕЦ(теплоелектроцентраль) мають обмежене поширення (в основному промислові ТЕЦ(теплоелектроцентраль)).
Літ.: Соколів Е. Я., Теплофікація і теплові мережі, М., 1975; Рижкин Ст Я., Теплові електричні станції, М., 1976.
