Тепловые электростанции, как и любое производство, потребляют довольно внушительный объем электроэнергии. Но в то же время они сами её производят! Как это устроено, какое оборудование самое энергоёмкое на станции и много ли киловатт расходуют электрофильтры — разбираемся на примере красноярских ТЭЦ.
До 30% электроэнергии, выработанной тепловой станцией за год, может уходить на собственное потребление. При этом до 90% этой величины расходуется на механизмы, которые необходимы для производства электроэнергии и отпуска тепла.
Хотя ТЭЦ и производит электроэнергию сама, на станции нет отдельного кабеля от трансформатора на собственные нужды «мимо счетчика». Весь выработанный ресурс отправляется в общую энергосистему. А станция, как и все предприятия, приобретает её по ценам оптового рынка электроэнергии и мощности. Как формируется цена электричества — в материале по ссылке.
Объем собственного потребления зависит от нагрузки, которую несет станция, и от режима её работы. На загруженной ГРЭС доля расхода электроэнергии на собственные нужды будет меньше, а на ТЭЦ, которые вырабатывают не так много электричества, но отпускают большой объем тепла — выше. Например, за 2021 год три красноярские ТЭЦ в общей сложности произвели 4355 млн кВт⋅ч электроэнергии, а их суммарное собственное потребление составило 841 млн кВт⋅ч, или 19% от выработки.
Большая часть израсходованной электроэнергии, 60-70%, потребовалась для производства тепла, 30-40% ушло на выработку электроэнергии, менее 1% — на хозяйственные нужды: освещение офисных, складских и вспомогательных помещений, работу оргтехники, и около 2% — на прочие расходы.
Специалисты разделяют энергопотребление между производством электроэнергии и тепла Скачать
Специалисты разделяют энергопотребление между производством электроэнергии и тепла, в основном, расчетными методами, ведь при когенерации многие агрегаты задействованы одновременно и в том, и в другом, процессе. Но есть и электрооборудование, необходимое только для поставки нагретой на ТЭЦ воды в город, оно называется теплофикационным. В целом, суточный расход электроэнергии на работу оборудования ТЭЦ зимой значительно выше, чем летом.
Кто самый прожорливый
Самыми энергоёмкими установками на ТЭЦ можно назвать насосы. Например, оборудование береговой насосной станции, которая забирает воду из реки для Красноярской ТЭЦ-2, потребляет в среднем по году чуть больше 6% от общего расхода электроэнергии на собственные нужды станции. Еще около 30% приходится на группу питательных электронасосов и порядка 25% — на насосы теплофикационной установки.
Какие бывают насосы на ТЭЦ и зачем они нужны:
Питательный электронасос — подаёт подготовленную в химическом цехе воду в котлоагрегат для восполнения пара.
Циркуляционный насос нужен для подачи речной воды от береговой насосной станции до оборудования ТЭЦ для охлаждения механизмов и конденсации пара.
Насосы теплофикационной установки — отправляют нагретую на ТЭЦ воду в городскую теплосеть. Установка состоит из нескольких разных насосов — подпиточные, конденсатные, но самые мощные — сетевые.
Два питательных насоса энергоблока Красноярской ТЭЦ-3 потребляют более 20% от общего объема электроэнергии. Достаточно много киловатт тратится и на оборудование, подающее воздух и создающие тягу в котле — например, зимой суточный расход электроэнергии на тягодутьевые механизмы ТЭЦ-3 составляет около 8% от объема потребления электроэнергии станции.
Встречается мнение, что электрофильтры, очищающие дым от твердых частиц, потребляют очень много энергии, и поэтому сотрудники ТЭЦ отключают их ради экономии. Но в масштабах производства эта величина оказывается небольшой.
Например, на 7 электрофильтров Красноярской ТЭЦ-2, очищающих дым от твердых частиц, тратится порядка 1,3% электроэнергии собственного потребления — это в 20 раз меньше, чем на насосы теплофикационной установки станции. Потребление каждого из новых электрофильтров Красноярской ТЭЦ-1 составляет 4,6 тысяч кВт⋅ч в сутки, или 0,5% от собственных нужд. Сейчас на станции действует пять таких агрегатов, а будет 14 — по одному на каждый котлоагрегат.
Монтаж новых электофильтров на Красноярской ТЭЦ-1 Скачать
Электрофильтр пока единственного энергоблока Красноярской ТЭЦ-3 можно назвать двойным, так как через него проходит два потока дымовых газов. Он больше своих собратьев с других красноярских ТЭЦ и по габаритным размерам, и по мощности. Он потребляет около 13 тысяч кВт⋅ч в сутки, или 1,8% расхода электроэнергии станции.
Но экономить электроэнергию, расходуемую на собственные нужды, на ТЭЦ все же стараются, для чего ежегодно разрабатывают планы энергосберегающих мероприятий. С учетом этих планов специалисты выбирают и приобретают новое оборудование, а также модернизируют производственные мощности. Например, на Красноярской ТЭЦ-2 угольную дробилку специалисты оборудовали устройством плавного пуска. Без этого устройства оборудование работало непрерывно, вне зависимости от загрузки, а его остановка и запуск во время производственного цикла не были предусмотрены. Плавный пуск позволяет включать его только тогда, когда есть необходимость, за счет этого энергетики могут экономить порядка 35% электроэнергии, потребляемой дробилкой.
О том, как на тепловых электростанциях хранят электроэнергию про запас можно почитать по ссылке.
