Учебно-методическое пособие Ростов-на-Дону 2019

 
 
 
 
 
 

---

7 
1. ТРАДИЦИОННЫЕ И НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ 
1.1 Традиционные источники энергии 
 
Традиционные (не возобновляемые) источники энергии – это природные
вещества и материалы, которые могут быть использованы человеком для 
производства энергии. Энергия традиционных источников в отличие от 
возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в 
результате целенаправленных действий человека. К традиционным источникам 
относят, как правило, различные виды органического топлива, ядерное топливо 
(уран и торий) и энергию потока речной воды. Все эти источники пригодны для 
выработки тепловой и электрической энергии, которые могут передаваться и 
использоваться в промышленности, на транспорте и в коммунально-бытовом 
хозяйстве. Тепловая и электрическая энергия могут производиться, как 
совместно, так и раздельно. Совместная выработка осуществляется на 
теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и используется для тепло- и электроснабжения 
больших городов и крупных промышленных предприятий. Оптимальным 
первичным источником энергии для ТЭЦ является природный газ, но могут 
использоваться и другие виды органического топлива. 
Раздельная схема выработки тепловой энергии предусматривает 
производство электроэнергии на крупных тепловых, атомных и гидростанциях. 
Тепловая энергия в этом случае вырабатывается на отопительных и 
производственно-отопительных котельных, использующих доступные виды 
органического топлива.
Более 70 % всей электроэнергии России производится на тепловых 
электростанциях (ТЭС). На тепловых электростанциях химическая энергия 
органического топлива преобразуется сначала в механическую энергию, а затем 
уже в электрическую. Топливом для такой электростанции могут служить уголь, 
торф, газ, горючие сланцы, мазут. В энергетической стратегии России 
декларируется целесообразность увеличения доли угля в структуре топливного 
баланса в связи с тем, что его запасы существенно больше, чем других видов 
органического топлива. Однако на практике часто ТЭС, первоначально 
спроектированные для работы на угле, переводятся на природный газ из-за более 
простой технологии подготовки газа к сжиганию и в целях уменьшения вредных 
выбросов. Сооружать крупные угольные ТЭС выгодно в непосредственной 
близости от мест добычи топлива. При этом электроэнергии может 
транспортироваться потребителям, находящимся на значительном расстоянии от 
станции с минимальными потерями. 
Основная часть ТЭС относится к паротурбинным станциям, т.к они 
работают на основе цикла Ренкина, в котором рабочим телом является водяной 
пар. Основным оборудованием этих ТЭС являются паровые котлы и паровые 
турбины. В паровом котле более 90 % выделившейся при сгорании топлива 
теплоты используется для выработки перегретого водяного пара высокого 
давления. Далее пар поступает в турбину, где его потенциальная энергия
преобразуется в механическую энергию ротора. Вал ротора жестко соединен с 

---

8 
валом электрогенератора, в котором механическая энергия преобразуется в
электрическую. Для повышения экономичности ТЭС необходимо поддерживать 
очень низкое давление на выходе пара из турбины. Для этого выхлоп турбины 
соединяется с теплообменником-конденсатором, в котором пар конденсируется и 
в результате создается разрежение (вакуум). Для отвода теплоты пара в 
конденсаторе требуется большой расход воды, поэтому ТЭС обычно располагают 
вблизи крупных рек или водоемов. Для обеспечения надежной и бесперебойной 
работы ТЭС требуется большое количество вспомогательного оборудования и 
высококвалифицированный персонал. При всем этом доля энергии топлива, 
превращаемая в электрическую энергию не превышает 40 – 45 %. На 
современных зарубежных ТЭС реализуется парогазовый цикл, для которого 
необходимо наличие, паровой, так и газовой турбины. КПД парогазовой 
установки может достигать 50 – 55 %.
При наличии потребителей, как электрической, так и тепловой энергии 
более 
целесообразно 
использовать 
ТЭЦ, 
производящие 
не 
только 
электроэнергию, но и теплоту в виде горячей воды. ТЭЦ отличается от 
конденсационной электростанции тем, что на ней устанавливаются специальные 
теплофикационные турбины с регулируемыми отборами пара. В них основная