Конденсаційна електростанція (КЕС) - теплова електростанція, що виробляє тільки електричну енергію, своєю назвою цей тип електростанцій зобов'язаний особливостям принципу роботи. Історично отримала найменування «ГРЕС» - державна районна електростанція [1]. З плином часу термін «ГРЕС» втратив свій первісний зміст ( «районна») і в сучасному розумінні означає, як правило, конденсаційну електростанцію (КЕС) великої потужності (тисячі МВт), що працює в об'єднаній енергосистемі поряд з іншими великими електростанціями. Іноді вживається термін «гідрореціркуляціонная електростанція», що відповідає абревіатурі. В котел за допомогою живильного насоса підводиться живильна вода під великим тиском, паливо і атмосферне повітря для горіння. У топці котла йде процес горіння - хімічна енергія палива перетворюється в теплову і променисту енергію. Поживна вода протікає по трубної системи, яка знаходиться всередині котла. Згоряє паливо є потужним джерелом теплоти, що передається живильній воді, яка нагрівається до температури кипіння і випаровується. Одержуваний пар в цьому ж котлі перегрівається понад температуру кипіння, приблизно до 540 ° C з тиском 13-24 МПа і по одному або декількох трубопроводах подається в парову турбіну.Паровая турбіна, електрогенератор і збудник складають в цілому турбоагрегат. У паровій турбіні пар розширюється до дуже низького тиску (приблизно в 20 разів менше атмосферного), і потенційна енергія стисненого і нагрітого до високої температури пара перетворюється в кінетичну енергію обертання ротора турбіни. Турбіна надає руху електрогенератор, що перетворює кінетичну енергію обертання ротора генератора в електричний струм. Електрогенератор складається з статора, в електричних обмотках якого генерується струм, і ротора, що представляє собою обертовий електромагніт, живлення якого здійснюється від збудника .Конденсатор служить для конденсації пари, що надходить з турбіни, і створення глибокої розрідження, завдяки якому і відбувається розширення пари в турбіні. Він створює вакуум на виході з турбіни, тому пар, вступивши до турбіну з високим тиском, рухається до конденсатору і розширюється, що забезпечує перетворення його потенційної енергії в механічну роботу [2] .Завдяки цій особливості технологічного процесу конденсаційні електростанції і отримали свою назву.
КЕС є складним енергетичним комплексом, що складається з будівель, споруд, енергетичного та іншого обладнання, трубопроводів, арматури, контрольно-вимірювальних приладів і автоматики. Основними системами КЕС є:
- котельня установка;
- паротурбінна установка;
- паливне господарство;
- система золо- і шлаковидалення, очищення димових газів;
- електрична частина;
- технічне водопостачання (для відводу надлишкового тепла);
- система хімічної очистки та підготовки води.
Теплоелектроцентраль (ТЕЦ) - різновид теплової електростанції, яка не тільки виробляє електроенергію, а й є джерелом теплової енергії в централізованих системах теплопостачання (у вигляді пари і гарячої води, в тому числі і для забезпечення гарячого водопостачання та опалення житлових і промислових об'єктів). ТЕЦ конструктивно влаштована як конденсаційна електростанція (КЕС). Головна відмінність ТЕЦ від КЕС полягає в можливості відібрати частину теплової енергії пара, після того, як він виробить електричну енергію. Залежно від виду парової турбіни, існують різні відбори пари, які дозволяють забирати з неї пар з різними параметрами. Турбіни ТЕЦ дозволяють регулювати кількість відібраного пара. Відібраний пар конденсується в мережевих подогревателях і передає свою енергію мережевій воді, яка направляється на пікові водогрійні котельні та теплові пункти. На ТЕЦ є можливість перекривати теплові відбори пари, в цьому випадку ТЕЦ стає звичайною КЕС. Це дає можливість працювати ТЕЦ за двома графіками навантаження:
- тепловому - електричне навантаження сильно залежить від теплового навантаження (теплове навантаження - пріоритет)
- електричному - електричне навантаження не залежить від теплової, або теплове навантаження зовсім відсутня, наприклад, в літній період (пріоритет - електричне навантаження).
Поєднання функцій генерації тепла і електроенергії (когенерація) вигідно, так як час, що залишився тепло, яке не бере участі в роботі на КЕС, використовується в опаленні. Це підвищує розрахунковий ККД в цілому (35 - 43% у ТЕЦ і 30% у КЕС), але не говорить про економічність ТЕЦ. Основними ж показниками економічності є: питома вироблення електроенергії на тепловому споживанні і ККД циклу КЕС.Прі будівництві ТЕЦ необхідно враховувати близькість споживачів тепла у вигляді гарячої води і пара, так як передача тепла на великі відстані економічно недоцільна.
Парогазова установка - електрогенеруюча станція, що служить для виробництва електроенергії. Відрізняється від паросилових і газотурбінних установок підвищеним ККД
- Парогазові установки дозволяють досягти електричного ККД понад 60%. Для порівняння, у працюючих окремо паросилових установок ККД зазвичай знаходиться в межах 33-45%, для газотурбінних установок - в діапазоні 28-42%
- Низька вартість одиниці встановленої потужності
- Парогазові установки споживають значно менше води на одиницю виробленої електроенергії в порівнянні з паросиловими установками
- Короткі терміни зведення (9-12 міс.)
- Немає необхідності в постійному підвезення палива ж / д або морським транспортом
- Компактні розміри дозволяють зводити безпосередньо у споживача (заводу або всередині міста), що скорочує витрати на ЛЕП та транспортування ел. енергії
- Більш екологічно чисті в порівнянні з паротурбінними установками