Энергетика: настоящее и будущее - Динамика развития энергетических блоков ТЭС

Динамика развития энергетических блоков теплоэлектростанций
Экономические преимущества более крупных энергетических агрегатов содействуют их быстрому росту.
Динамика изменения средней (по всем тепловым электростанциям) и максимальной мощности турбогенераторов тепловых электростанций за период с 1960 по 1975 г. хорошо видна из следующих данных:

Наряду с турбогенераторами увеличилась и паропроизводительность котлов, особенно после того, когда была принята система блочной установки. Суть ее состоит в том, что котел и турбина спариваются между собой. Связи по пару в этой системе отсутствуют.
Ранее применялась система дубль-блока, когда на одну турбину работали два котла. Эта система обладала тем преимуществом, что при остановке одного котла мощность энергоблока снижалась менее чем наполовину. Однако эксплуатационные показатели схемы с дубль-блоками были ниже моноблоков (котел— турбина). Кроме этого, были осуществлены меры повышения надежности работы котельных агрегатов, что послужило дополнительным аргументом в пользу моноблоков.
В 1967 г. советские котлостроители создали уникальные паровые котлы на сверхкритические параметры пара производительностью 950 и 1250 т пара в час для спаривания их с турбогенераторами мощностью 500 и 800 МВт для Назаровской ГРЭС и Славянской ГРЭС. По единичной мощности паровых котлов и турбин Советский Союз вышел на передовые позиции мировой энергетики.
Интенсивно увеличивалась мощность тепловых электростанций. Почему это происходит? Дело объясняется довольно просто. С расширением электрификации быстро возрастает потребность в электроэнергии. Вместе с этим должна сокращаться и стоимость электричества, иначе невозможно расширять его применение.
Как было указано, увеличение единичных мощностей агрегатов и электростанций неизбежно сопровождается снижением затрат на производство электроэнергии.
В 1940 г. в стране действовали только две электростанции — Зуевская и Сталиногорская мощностью по 350 МВт. На этих электростанциях было установлено по одному турбогенератору единичной мощностью в 100 МВт.
В последующие годы динамика установленной мощности тепловых электростанций возрастала.

На начало 1977 г. в СССР действовало уже 58 тепловых электростанций мощностью более 1 млн. кВт, в том числе одна ГРЭС мощностью 3,6 млн. кВт и 18 электростанций мощностью от 2,0 до 2,4 млн. кВт. В США в этот период находились в работе 14 тепловых электростанций единичной мощностью по 2 млн. кВт и больше на общую мощность свыше 30 млн. кВт. Следовательно, по единичной мощности тепловых электростанций и общему их количеству наша страна занимает первое место в мире,
Сокращение удельной стоимости установленного киловатта на тепловых электростанциях при росте их общей мощности является результатом снижения затрат на основные и вспомогательные сооружения, более полного использования общих коммуникаций — железнодорожных и автомобильных путей, водоснабжения, подземных коммуникаций. Снижаются также и затраты на освоение площадки и строительно-монтажные механизмы.
Укрупнение агрегатов и суммарной мощности тепловых электростанций влияет на удельную численность эксплуатационного персонала (1 человек на 1 тыс. кВт), что характеризует производительность труда в энергетике.
Изменение удельной численности эксплуатационного персонала на тепловых электростанциях видно из следующих данных:

Итак, с ростом мощности агрегатов и электростанций количество обслуживающего персонала сокращается.
Следующее направление улучшения технико-экономических показателей тепловых электростанций заключается в повышении параметров пара. Здесь дело в том, что КПД теплоотдачи возрастает с увеличением давления и температуры пара.
Рост параметров пара сопровождается улучшением коэффициента полезного действия установок, т. е. сокращением удельных затрат топлива на полезно отпущенный киловатт-час.
Соотношение между мощностями агрегатов, параметрами пара и удельными расходами топлива (что характеризует КПД использования топлива) видно из следующих данных:

Эта техническая политика дает замечательные результаты. Тепловые электростанции Советского Союза в 1976 г. достигли самых низких удельных расходов топлива — 338 г на 1 полезно отпущенный кВт · ч электроэнергии.
Ряд тепловых электростанций — Ириклинская, Лукомльская, имеют удельные расходы топлива 326— 328 г/кВт-ч, а Средне-Уральская и Костромская имеют рекордно низкие удельные расходы, равные 324 г/кВт-ч.
Повышение параметров пара тесно связано с освоением производства конструкционных материалов, прочностных их характеристик, надежности таких ответственных элементов, как барабаны паровых котлов, проточных частей турбин, трубопроводов и т. п.
Повышение параметров пара предъявляет особые требования к химической чистоте питательной воды, обеспечению высокой ее деаэрации (т. е. обескислороживанию).
Коллективы ряда научных организаций — ЦКТИ им. Ползунова, ВТИ им. Дзержинского, ЭНИНа им. Кржижановского, конструкторские бюро заводов энергетического машиностроения на всем протяжении развития энергетики творчески решали сложные проблемы повышения технического уровня энергетического оборудования.