• тепловому — электрическая нагрузка жёстко зависит от тепловой нагрузки (тепловая нагрузка — приоритет)
• электрическому — электрическая нагрузка не зависит от тепловой, либо тепловая нагрузка вовсе отсутствует (приоритет — электрическая нагрузка).

Совмещение функций  генерации тепла и электроэнергии (когенерация) выгодно, так как оставшееся тепло, которое не участвует в работе на КЭС, используется в отоплении. Это повышает расчетный КПД в целом (80 % у ТЭЦ и 30 % у КЭС), но не говорит об экономичности ТЭЦ. Основными же показателями экономичности являются: удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении и КПД цикла КЭС.

При строительстве  ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей  воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.

Исходный источник энергии на ТЭЦ — органическое топливо (на паротурбинных и газотурбинных  ТЭЦ) либо ядерное топливо (на планируемых  атомных ТЭЦ). Преимущественное распространение  имеют (1976) паротурбинные ТЭЦ на органическом топливе , являющиеся наряду с конденсационными электростанциями основным видом тепловых паротурбинных электростанций (ТПЭС). Различают ТЭЦ промышленного типа — для снабжения теплом промышленных предприятий, и отопительного типа — для отопления жилых и общественных зданий, а также для снабжения их горячей водой. Тепло от промышленных ТЭЦ передаётся на расстояние до нескольких км (преимущественно в виде тепла пара), от отопительных — на расстояние до 20—30 км (в виде тепла горячей воды).

Влияние на окружающую среду

Воздействие на атмосферу 

При горении топлива  потребляется большое количество кислорода, а также происходит выброс значительного  количества продуктов сгорания таких  как: летучая зола, газообразные окислы углерода, серы и азота, часть которых  имеет большую химическую активность, и радиоактивные элементы, содержащиеся в исходном топливе.

Воздействие на литосферу 

Для захоронения больших  масс золы требуется много места. Данные загрязнения снижаются использованием золы и шлаков в качестве строительных материалов. 
 

2)Газотурбинная электростанция

Газотурбинная электростанция — современная, высокотехнологичная установка, генерирующая электричество и тепловую энергию.

Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей - силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс. Газотурбинная электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт. Газотурбинная электростанция способна отдавать потребителю значительное количество тепловой энергии - с коэффициентом ~ 1:2 по отношению к электрической .

Принцип работы

В компрессор (1) газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания (2), куда подается и основное топливо — газ. Смесь воспламеняется. При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов. Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины (3) и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор (4). С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.

Сферы использования газотурбинных электростанций

Сферы использования  газотурбинных электростанций весьма обширны:

• жилищно-коммунальное хозяйство,
• общественные и спортивные сооружения,
• физкультурно-оздоровительные комплексы,
• нефтегазовые месторождения,
• сельское хозяйство,

и другие отрасли экономики.

Имеется возможность  получения от газотурбинных электростанций больших количеств бесплатной тепловой энергии, а её использование предполагает возврат инвестиций в обозримые  и предсказуемые сроки.

Преимущества и недостатки газотурбинных  электростанций

Бесперебойная подача энергии – залог беспрерывного  функционирования промышленного предприятия, жилого дома или здания коммерческой направленности. Все чаще источниками  бесперебойной подачи электроэнергии становится не что-нибудь, а газотурбинные электростанции. Впрочем, чтобы такой выбор был сделан – в пользу газотурбинной электростанции – для начала стоит определить назначение и приблизительную потребляемую мощность предприятия или иного объект. Естественно предположить, что газотурбинные электростанции могут использоваться там, где сеть электроснабжения отсутствует, а установка газовой мини-электростанции будет оправдывать себя на 100%.

Как можно предположить, газовая мини-электростанция работает, главным образом, на газообразном топливе. Рентабельность таких проектов, как правило, довольно высока, и там, где все рассчитано правильно, газотурбинные электростанции оправдывают себя спустя несколько месяцев после покупки и установки. В некоторых случаях они становятся лучшими решениями – в обычной электросети, где постоянно требуются электронные стабилизаторы напряжения, где постоянно происходят скачки напряжения, газотурбинные электростанции спасают прежде всего. Впрочем, порой в результате использования некачественного газообразного топлива резкие изменения высокого и низкого напряжения также имеют место быть. Как правило, есть два выхода из этой ситуации – использовать обычные стабилизаторы напряжения для газового котла, либо применять для функционирования только проверенное и качественное газообразное топливо. Впрочем, если верить статистике, подобные перепады и скачки в газотурбинных электростанциях случаются крайне редко.

К основным достоинствам газотурбинных электростанций можно  отнести их относительную доступность, возможность выбора разной мощности, экономичность работы и потребляемого  расхода, доступность топлива, небольшую  сумму, которую надо будет потратить  на стабилизатор напряжения для них, а также практически бесшумную работу. Более того, выбор газообразных веществ, которые пригодны для работы газотурбинных электростанций, поистине широк – такие установки могут работать как на промышленном газе, вроде пропан-бутана, кокса, биогаза, так и на природном – магистральном, сжатом или сжиженном.

На рынках и  в специализированных магазинах  сегодня можно найти газотурбинные  установки отечественного производства, которые по качеству исполнения ничуть не уступают подобным устройствам иностранного происхождения. 
 
 
 
 
 
 
 

3)Электростанции на базе парогазовых установок

Парогазовая установка — электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД.

Схема парогазотурбинной  установки с высоконапорным парогенератором: 1 — газовая турбина; 2 — высоконапорный парогенератор; 3 — компрессор; 4 —  паровая турбина; 5 — электрический  генератор.

Принцип работы

 
В своем классическом варианте парогазовая  установка работает следующим образом: в её основе лежит совместная работа газотурбинной и паросиловой  установок. В газотурбинной установке (ГТУ) образовавшиеся, в результате горения топлива (природный газ  или жидкое топливо), газы, приводят в действие турбину, которая передает полученную энергию на первый генератор, вырабатывающий электроэнергию. Это, так  называемый первый, или газотурбинный  цикл работы электростанции. КПД на данном этапе составляет 35-37%.

Далее, полученные на предыдущем этапе газы, сохраняющие  довольно высокую температуру, поступают  в специальный котел-утилизатор, и здесь вступает в действие паросиловая  установка. Газы, нагревают пар до температуры 500 градусов, в результате чего создается его высокое давление (80 атмосфер), которого вполне достаточно для работы паровой турбины, к  валу которой присоединен второй генератор. Благодаря этому, паросиловая  установка вырабатывает дополнительно  около 20% электроэнергии. Таким образом, общий КПД электростанции на базе парогазовых установок достигает  почти 60%. Для сравнения, КПД обычных  газотурбинных электростанций составляет 40%.

Электростанции  на базе парогазовых установок не только очень эффективны, но и отвечают самым жестким экологическим  требованиям. Например, уровень выброса  оксида азота, такими электростанциями, в 2-3 раза ниже, чем у более привычных нам газовых или дизельных. Именно поэтому, около 65% всех строящихся в мире электростанций комплектуются парогазовыми установками.

Согласно расчетам отечественных энергетиков, постепенный  перевод систем выработки электроэнергии на электростанции с парогазовыми установками, позволит увеличить КПД энергооборудования более чем в два раза, что является немалым вкладом в обеспечение энергобезопасности страны. Кроме того, введение в строй большого количества подобных электростанций позволит значительно снизить конечную стоимость вырабатываемой энергии.

Электростанции  на базе парогазовых  установок являются пока не очень распространенными в нашей стране, хотя данная технология выработки электроэнергии была изобретена более чем 50 лет назад. К примеру, в России на данный момент построено достаточно мало подобных электростанций, наиболее мощными из которых являются Северо-Западной ТЭЦ (Санкт-Петербург) и ПГУ-220 Тюменской ТЭЦ-1 и электростанция на базе парогазовой установки в г. Сочи.

И это несмотря на то, что преимущества, которые  предлагает именно парогазовый цикл, были изучены еще в середине 50-х  годов прошлого века российским ученым-энергетиком, академиком Христиановичем. Но учитывая довольно низкую цену на жидкие виды топлива, парогазовые установки не получили особого распространения в СССР, что несколько затормозило развитие этой отрасли энергетики. И тут, как  всегда, впереди оказались США. Успешно  развивая накопленные знания, в том  числе и советских ученых, в  Америке, к примеру, ежегодно вводят в строй электростанции на основе парогазовых установок, которые  вырабатывают электроэнергии, общей  мощностью до 50 млн. КВт. Не отстает  от США и Западная Европа и Китай, где на подобные электростанции приходится около 70% вырабатываемой электроэнергии.

Одними из основных достоинств парогазовых установок  можно назвать их сравнительную  простоту устройства и компактность. Кроме того, стоимость таких электростанций в несколько раз ниже, чем более  традиционных.

Преимущества ПГУ

• Парогазовые установки позволяют достичь  электрического КПД более 50 %. Для сравнения, у работающих отдельно паросиловых установок КПД обычно находится в пределах 33-45 %, для газотурбинных установок — в диапазоне 28-42 %
• Низкая стоимость единицы установленной мощности
• Парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками
• Короткие сроки возведения (9-12 мес.)
• Нет необходимости в постоянном подвозе топлива ж/д или морским транспортом
• Компактные размеры позволяют возводить непосредственно у потребителя (завода или внутри города), что сокращает затраты на ЛЭП и транспортировку эл. энергии
• Более экологически чистые в сравнении с паротурбинными установками