Termoelektrostacija

Termoelektrostacija ir elektrostacija, kas lieto siltuma dzinēju. Parasti šis dzinējs ir tvaika turbīna. Tvaiku iegūst vārot ūdeni, te var lietot dažādus siltuma avotus. Parasti siltumu iegūst sadedzinot kurināmo (ogles, dabasgāze, kūdra). Siltuma elektrostacijas, kur siltumu iegūst atomreaktorā, sauc par atomelektrostacijām. Tvaiku pēc turbīnas var vienkārši nokondensēt, vai arī var lietot lai sildītu ūdeni (centrālapkurei). Termoelektrostacijām, kur tvaiku lieto lai sildītu ūdeni ir augstāka no turbīnas izejošā tvaika temperatūra (sliktāka turbīnas efektivitāte), taču tvaikā esošais atlikušais siltums tiek izmantots lietderīgāk. Šādas termoelektrostacijas sauc par termoelektrocentrālēm (TEC). Lielajās termoelektrostacijās turbīna ir tieši savienota ar ģeneratoru (uz vienas vārpstas). Te parasti lieto 3 fāzu sinhronos ģeneratorus ar spriegumu 11 - 22 kV (atkarībā no jaudas). Lielākus spriegumus iegūst ar transformatoru.

Ja par kurināmo lieto dabasgāzi, par siltuma dzinēju var lietot arī gāzturbīnu. No gāzturbīnas nākošās gāzes ir pietiekoši karstas, lai tās varētu lietot ūdens sildīšanai tvaika ieguvei. To tvaiku tālāk lieto tvaika turbīnā. Šādai sistēmai ir lielāks lietderības koeficients kā sistēmai tikai ar tvaika turbīnu.

Vēsturiski pirmajām termoelektrostacijām 19. gadsimta beigās par dzinēju lietoja tvaika mašīnu, jo tajā laikā vēl nebija pieejamas tvaika turbīnas.

Siltuma dzinēju (arī tvaika turbīnu) lietderības koeficients ir atkarīgs no temperatūras starpības starp silto un auksto galu, jo šī temperatūras starpība ir lielāka, jo lielāks iespējamais lietderības koeficients. Pilnīgi visu siltumu nav iespējams pārvērst lietderīgā enerģijā. Lietderības koeficientu uzlabo, palielinot karstā gala temperatūru (tvaika temperatūru). Palielinot tvaika temperatūru, palielinās tā spiediens. Ļoti karsts tvaiks arī ir korozīvs, tas ierobežo maksimālo temperatūru.

Termoelektrostacijas bieži vien ir ar visai lielu jaudu (līdz vairākiem GW), tas nozīme, ka kondensējot tvaiku pēc turbīnām izdalās liels daudzums siltuma. Tas nonāk dzesēšanas ūdenī, kuru pēc tam vai nu iepludina kādā ūdenstilpē (tas var paaugstināt tās temperatūru), vai arī laiž uz dzesēšanas torni, kur ūdeni atdzesē ar gaisu. Sadedzinot lielu daudzumu kurināmā izdalās daudz oglekļa dioksīda. Ja kurināmais satur sēru (akmeņogles), izdalās arī sēra dioksīds. Lai arī tā daudzums ir relatīvi mazs, tas ir indīgāks par CO₂. Sēra dioksīdu no dūmgāzēm atdala ar kalcija hidroksīda šķīdumu.

Lai iedarbinātu vai apturētu lielu termoelektrostaciju, var būt nepieciešamas vairākas dienas (kamēr katls utilizators uzsilst), tāpēc mainoties elektrības patēriņam termoelektrostacijas ārā neslēdz. Atomelektrostacijām šī problēma ir vēl izteiktāka. Hidroelektrostacijas šī problēma neskar, tās var iedarbināt ļoti ātri. Gāzturbīnu elektrostacijas arī var iedarbināt ļoti ātri.