Наибольшее распространение ТЭЦ получили в СССР. Первые теплопроводы были проложены от электростанций Ленинграда и Москвы (1924, 1928). С 30-х гг. началось проектирование и строительство ТЭЦ мощностью 100—200 Мвт.
К концу 1940 мощность всех действующих ТЭЦ достигла 2 Гвт,
годовой отпуск тепла — 108
Гдж,
а протяжённость тепловых сетей
— 650 км.
В середине 70-х гг. суммарная электрическая мощность ТЭЦ составляет около 60 Гвт
(при общей мощности электростанций ~ 220 и тепловых электростанций ~ 180 Гвт
).
Годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ достигает 330 млрд. квт×ч,
отпуск тепла — 4×109
Гдж;
мощность отдельных новых ТЭЦ — 1,5—1,6 Гвт
при часовом отпуске тепла до (1,6—2,0)×104
Гдж;
удельная выработка электроэнергии при отпуске 1 Гдж
тепла — 150—160 квт×ч.
Удельный расход условного топлива на производство 1 квт×ч
электроэнергии составляет в среднем 290 г
(тогда как на ГРЭС — 370 г
);
наименьший среднегодовой удельный расход условного топлива на ТЭЦ около 200 г/квт×ч
(на лучших ГРЭС — около 300 г/квт×ч
).
Такой пониженный (по сравнению с ГРЭС) удельный расход топлива объясняется комбинированным производством энергии двух видов с использованием тепла отработавшего пара. В СССР ТЭЦ дают экономию до 25 млн. т
условного топлива в год (~ 11% всего топлива, идущего на производство электроэнергии). ТЭЦ — основное производственное звено в системе централизованного теплоснабжения. Строительство ТЭЦ — одно из основных направлений развития энергетического хозяйства в СССР и др. социалистических странах. В капиталистических странах ТЭЦ имеют ограниченное распространение (в основном промышленные ТЭЦ).
Лит.:
Соколов Е. Я., Теплофикация и тепловые сети, М., 1975; Рыжкин В. Я., Тепловые электрические станции, М., 1976. В. Я. Рыжкин.
Рис. 2. Простейшие схемы теплоэлектроцентралей с различными турбинами и различными схемами отпуска пара: а — турбина с противодавлением и отбором пара, отпуск тепла — по открытой схеме; б — конденсационная турбина с отбором пара, отпуск тепла — по открытой и закрытой схемам; ПК — паровой котёл; ПП — пароперегреватель; ПТ — паровая турбина; Г — электрический генератор; К — конденсатор; П — регулируемый производственный отбор пара на технологические нужды промышленности; Т — регулируемый теплофикационный отбор на отопление; ТП — тепловой потребитель; ОТ — отопительная нагрузка; КН и ПН — конденсатный и питательный насосы; ПВД и ПНД — подогреватели высокого и низкого давления; Д — деаэратор; ПБ — бак питательной воды; СП — сетевой подогреватель; СН — сетевой насос.
Рис. 1. Общий вид теплоэлектроцентрали.
Теплоэнергетика
Теплоэнерге'тика,
отрасль теплотехники
,
занимающаяся преобразованием теплоты в др. виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Для генерирования механической энергии за счёт теплоты служат теплосиловые установки; полученная в этих установках механическая энергия используется для привода рабочих машин (металлообрабатывающих станков, автомобилей, конвейеров и т. д.) или электромеханических генераторов, с помощью которых вырабатывается электроэнергия. Установки, в которых преобразование теплоты в электроэнергию осуществляется без электромеханических генераторов, называются установками прямого преобразования энергии. К ним относят магнитогидродинамические генераторы
, термоэлектрические генераторы
, термоэмиссионные преобразователи энергии
.
Преобразование теплоты в механическую энергию в теплосиловых установках основано на способности газо- или парообразного тела совершать механическую работу при изменении его объёма. При этом рабочее тело (газ или пар) должно совершить замкнутую последовательность термодинамических процессов (цикл). В результате такого цикла от одного или нескольких источников теплоты отбирается определённое количество теплоты Q
1
и одному или нескольким источникам теплоты отдаётся количество теплоты Q
2
, меньшее, чем Q
1
;
при этом разность Q
1
– Q
2
превращается в механическую работу А
теор.
Отношение полученной работы к затраченной теплоте называется термическим кпд этого цикла. (1)