Теплофикация - энергоснабжение тепловых и электрических потребителей на базе комбинированного производства тепла и электроэнергии в одной технологической установке. Переход с раздельного производства энергии на теплофикацию позволяет увеличить коэффициент полезного использования топлива (КПИТ) в 1,5 раза с 55 % до 83 %.
Используемое при теплофикации тепло, как правило, является продуктом отходов производства при выработке электроэнергии или сжигании мусора. Вместо того, чтобы бесполезно отдавать это тепло в окружающую среду, его можно применить для обогрева зданий и целых кварталов города. Чем дальше удалено местонахождение источника от потребителя, тем больше тепла теряется при транспортировании. Поэтому для теплофикации предпочтительнее использовать электростанцию небольшой мощности вблизи районов концентрации населения, чем крупные, но удаленные от мест потребления. Таким образом, преимущество теплофикации состоит в том, что, наряду с экономией производственного пространства, достигается лучшее использование произведенной энергии, и поэтому стоимость такого тепла сравнительно низка.
Так как подобные энергетические установки могут быть одновременно поставщиками как тепла, так и электрического тока, их общий к.п.д. достигает 80%. Например, теплофикационные установки блочного типа обеспечивают теплом многие жилые кварталы городов. Однако в настоящее время лишь незначительная часть действующих мощностей таких энергетических установок используется наилучшим образом.
Имеется, однако, возможность повысить эффективность паросиловой установки путем увеличения, а не уменьшения давления и температуры за турбиной до такой величины, чтобы отбросную теплоту (которая составляет более половины всего количества теплоты, затраченной в цикле) можно было использовать для отопления, горячего водоснабжения и различных технологических процессов.С этой целью охлаждающая вода, нагретая в конденсаторе К, не выбрасывается в водоем, как в чисто конденсационном цикле, а прогоняется через отопительные приборы теплового потребителя ТП и, охлаждаясь в них, отдает полученную в конденсаторе теплоту. В результате станция, работающая по такой схеме, одновременно вырабатывает и электрическую энергию, и теплоту. Такая станция называется теплоэлектроцентралью (ТЭЦ).
Схема установки для совместной выработки тепловой
В электрической энергии: ПК – паровой котел; Т – паровая турбина;
К– конденсатор-подогреватель; Н – насос; ТП – тепловой потребитель. Цифры соответствуют точкам цикла в Т, s - диаграмме
Охлаждающую воду можно использовать для отопления лишь при том условии, что ее температура не ниже 70-100 оС. Температура пара в конденсаторе (подогревателе) К должна быть хотя бы на 10-15 оС выше. В большинстве случаев она получается больше 100 оС, а давление насыщенного пара р2 при этой температуре выше атмосферного. Поэтому турбины, работающие по такой схеме, называются турбинами с противодавлением.
Итак, давление за турбиной с противодавлением получается обычно око-ло 4 кПа, а не 0,1-0,15 МПа, как за конденсационной турбиной. Это, конечно, приводит к уменьшению работы пара в турбине и соответствующему увеличе-нию количества отбросной теплоты. Это видно на рисунке 9.2, где полезно ис-пользованная теплота qц в конденсационном цикле изображается площадью 1-2/-3/-4/-5-6, а при противодавлении – площадью 1-2-3-4-5-6. Площадь 2-2 /-3/-4 дает уменьшение полезной работы из-за повышения давления за турбиной с р..2/ до р2.
Теплофикационный цикл в Т, s – диаграмме