Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.

Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.

И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.

Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.

Принцип работы

Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.

Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.

Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО 2 , которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.

Теплоснабжение

Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.

Как работают ТЭС на газе

По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.

Новые технологии сжигания угля

КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.

Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.

Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО 2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.

Метод «pre-combustion»

Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO 2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО 2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.

Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира

Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.

), но все они используют 3-4 вида топлива. Это природный газ, уголь (каменный и бурый), мазут и торф. Самые распространенные виды топлива — это газ и уголь.

Пожалуй, начнём с угля. Уголь известен человечеству с давних времён. Им люди отапливают свои жилища очень давно. Это связано, прежде всего с доступностью самого топлива — некоторые залежи угля становятся доступны буквально сняв 2-3 метра верхнего слоя земли. Также давнее применение угля в качестве топлива связано ещё с тем, что его легко можно хранить. Не нужно каких-то хитрых приспособлений и построек, достаточно сложить его в кучу.

В промышленности уголь активно начали использовать с конца 18 века. Со становлением железнодорожного транспорта уголь начали использовать и там. На любом производстве важно иметь балкон, с которого будет обзор на предприятие. Балкон под ключ.

Первые электростанции, работающие на угле, начали строить с конца 19 века и до сих пор уголь на ТЭС активно используется.

На первых ТЭС уголь сжигался в котлах на колосниковых решетках. Сначала кочегары лопатами закидывали уголь в топку, шлак удаляли тоже вручную. Затем появились механизированные колосниковые решетки. На них уголь ссыпался с верху из бункера, решетка двигалась и шлак падал с другого конца в приемник шлака. Это значительно облегчило труд кочегаров.

Электростанции, работающие на газу.

Газ — это топливо, которое также как и уголь, сильно распространено на ТЭС. У газа, по сравнению с углем, есть свои преимущества.

Во-первых, сжигая газ, мы получаем меньше вредных выбросов. Практически отсутствует такие составляющие как зола и шлак.

Во-вторых, упрощается эксплуатация ТЭС, так как отпадает такая работа, как пылеприготовление. Кроме установок пылеприготовления, на . Газ практически не нужно подготавливать к сжиганию. Также ТЭС, которая работает на газу, несколько маневренней, чем ТЭС, работающая на угле в плане изменения нагрузки.

По поводу эффективности можно сказать, что современные ТЭС работающие по циклу ПГУ (паро-газовая установка) могут работать только на газу. В ПГУ установлена , и именно в ней происходит сжигание топлива, а не в котле, как на старых электростанциях. Угольную пыль там сжечь невозможно. Хотя стоит сказать, что в настоящее время из угля можно получит синтетический газ, на котором уже могут работать некоторые зарубежные образцы газовых турбин.

Мазут, торф, дизель и другие виды топлива на ТЭС.

В середине двадцатого века на некоторых ТЭС активно использовался мазут в качестве топлива. В настоящее время мазут в качестве основного топлива не используется из-за его дороговизны. Но мазут продолжают использовать в качестве растопочного топлива на угольных электростанциях. По своим эксплуатационным свойствам мазут близок к природному газу. Стоит заметить, что при сжигании мазута выделяется много оксида серы, так как в нем большое содержание серы.

Также, в прошлом веке на некоторых ТЭС применялся в качестве топлива торф. Но из-за эксплуатационных особенностей и из-за экономической невыгодности сейчас его практически не используют.

Дизельное топливо используют только там, где не требуется производство большого количества электричества. Например, на северных и островных территориях нашей страны. Или там, где требуется временный источник электроснабжения. Дизель, как и мазут, сейчас дорог.

Вы также можете ознакомиться с полным России.

АЗ – аварийная защита; активная зона (ядерного реактора)

АСПТ, АСТ – атомная станция промышленного теплоснабжения, атомная

станция теплоснабжения

АСУТП – автоматизированная система управления технологическими

процессами

АТЭЦ – атомная теплоэлектроцентраль

АЧР – автоматическая частотная разгрузка

АЭС – атомная электрическая станция

БН – бустерный насос

БОУ – блочная обессоливающая установка

БРОУ, БРУ – быстродействующая редукционно-охладительная установка,

редукционная установка

БС – барабан-сепаратор

БЩУ – блочный щит управления

ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор

ВПУ – водоподготовительная установка

ВС – верхняя ступень (сетевого подогревателя)

ВСП – верхний сетевой подогреватель

ВХР – водно-химический режим

ВЭР – вторичные энергоресурсы

ВЭС – ветровая электростанция

ГАВР – гидразин-аммиачный водный режим

ГАЭС – гидроаккумулирующая электростанция

ГеоТЭС – геотермальная теплоэлектростанция

ГеЭС – гелиоэлектростанция (солнечная электростанция)

ГЗЗ – главная запорная задвижка

ГК – генерирующая компания (в энергосистеме)

ГОСТ – государственный стандарт

ГОЭЛРО – государственный план электрификации России (1920 г.)

ГП – генеральный план (электростанции)

ГРП – газораспределительный пункт

ГРЭС – государственная районная электростанция

ГТ, ГТД, ГТУ, ГТУ-ТЭЦ, ГТЭС – газовая турбина, газотурбинный двигатель,

газотурбинная установка, ТЭЦ с ГТУ,

газотурбинная электростанция

гут – грамм условного топлива

ГЦК – главный циркуляционный контур

ГЦН – главный циркуляционный насос

ГЩУ – главный щит управления

ГЭС – гидроэлектростанция

Д – деаэратор

ДВ – дутьевой вентилятор

ДВД – деаэратор высокого давления

ДИ – деаэратор испарителя

ДН – дренажный насос

ДНД – деаэратор низкого давления

ДПТС – деаэратор подпитки теплосети

ДС – дымосос

ДТ – дымовая труба

ДЭС – дизельная электростанция

ЗРУ – закрытое распределительное устройство

ЗУ – золоуловитель

ЗШО, ЗШУ – золошлакоотвал, золошлакоудаление

И – испаритель

К – конденсатор

КЗ – короткое замыкание

КИ – конденсатор испарителя

КИА, КИП – контрольно-измерительная аппаратура,

контрольно-измерительные приборы

КИУМ – коэффициент использования установленной мощности

КМПЦ – контур многократной принудительной циркуляции

КН – конденсатный насос

КНС – насос конденсата сетевых подогревателей

КО – конденсатоочистка; конденсатоотводчик; компенсатор объема

КПД – коэффициент полезного действия

КПТ – конденсатно-питательный тракт

КПТЭ – комбинированное производство тепловой и электрической энергии

к-р – конденсатор

КТ – конденсатный тракт

КТО, КТП, КТПР – коэффициент теплоотдачи, коэффициент теплопередачи,

коэффициент теплопроводности

КТЦ – котлотурбинный цех (электростанции)

КУ – котельная установка; котел-утилизатор

КЦ – котельный цех (электростанции)

КЭН – конденсатный электронасос

КЭС – конденсационная электростанция

ЛЭП – линия электропередачи

МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергии

МБ – материальный баланс

МГДУ – магнитогидродинамическая установка

МИРЭК, МИРЭС – Мировая энергетическая конференция, Мировой

энергетический совет

МПА – максимальная проектная авария (на АЭС)

Н – насос

НВИЭ – нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

НКВР – нейтрально-кислородный водный режим

НОК – насос обратного конденсата

ном. – номинальный

НС – нижняя ступень (сетевого подогревателя)

НСП – нижний сетевой подогреватель

НСС – начальник смены станции

ОВ – охлаждающая вода; очищенная вода; охладитель выпара (деаэратора)

ОВК – объединенный вспомогательный корпус

ОД – охладитель дренажа

ОДУ – объединенное диспетчерское управление

ОК – обратный конденсат; обратный клапан

ОП – охладитель продувки

ОРУ – открытое распределительное устройство

ОСТ – отраслевой стандарт

ОУ – охладительная установка; охладитель уплотнений

ОЭ – основой эжектор; охладитель эжектора

ПБ – пиковый бойлер; пожарная безопасность

ПВ – питательная вода

ПВД – подогреватель высокого давления

ПВК – пиковый водогрейный котел

ПВТ – пароводяной тракт

ПГ – парогенератор; природный газ

ПГУ – парогазовая установка; парогенерирующая установка

ПДК – предельно допустимая концентрация

ПЕ – перегреватель свежего пара

ПК – паровой котел; пиковый котел; предохранительный клапан

ПКВД, ПКНД – паровой котел высокого, низкого давления

ПН – питательный насос

ПНД – подогреватель низкого давления

ПО – пароохладитель

ПП – промежуточный пароперегреватель; полупроводник

ППР – паропреобразователь; планово-предупредительный ремонт

ПРК – пускорезервная котельная

ПСВ – подогреватель сетевой воды

ПТ – паровая турбина; паровой тракт; подготовка топлива

ПТС – принципиальная тепловая схема

ПТУ – паротурбинная установка

ПТЭ – правила технической эксплуатации

ПУ – подогреватель уплотнений

ПУЭ – правила устройства электроустановок

ПХ – паровая характеристика

ПЭ – подогреватель эжекторов; пусковой эжектор

ПЭН – питательный электронасос

Р – расширитель; реактор (ядерный)

РАО – радиоактивные отходы

РАО «ЕЭС России» - Российское открытое акционерное общество

энергетики и электрификации «Единая

электроэнергетическая система России»

РБМК – реактор большой мощности канальный (кипящий)

РБН – реактор на быстрых нейтронах

РВП – регенеративный воздухоподогреватель

РД – руководящий документ

РЗА – релейная защита и автоматика

РОУ – редукционно-охладительная установка

РП – регенеративный подогреватель

РТН – реактор на тепловых нейтронах

РТС – развернутая (полная) тепловая схема

РУ – редукционная установка; реакторная установка; распределительное

устройство

РЦ – реакторный цех (атомной электростанции)

РЭК – региональная энергетическая комиссия

РЭС – районные электрические сети

С – сепаратор

САОЗ – система аварийного охлаждения зоны (ядерного реактора)

САР, САУ – система автоматического регулирования, система

автоматического управления

СВО, СГО – спецводоочистка, спецгазоочистка (на АЭС)

СЗЗ – санитарно-защитная зона

СК – стопорный клапан; сетевая компания (в энергосистеме)

СКД, СКП – сверхкритическое давление, сверхкритические параметры

СМ – смеситель

СН – сетевой насос; собственные нужды

СНиП – санитарные нормы и правила

СП – сетевой подогреватель

СПП – сепаратор-промпароперегреватель

СТВ – система технического водоснабжения

СУЗ – система управления и защиты (ядерного реактора)

СХТМ – система химико-технологического мониторинга

СЦТ – система централизованного теплоснабжения

СЭС – солнечная электростанция

Т – турбина

ТБ – тепловой баланс; топливный баланс; техника безопасности

ТВ – техническая вода

ТВД – турбина высокого давления

ТВС, твэл – тепловыделяющая сборка, тепловыделяющий элемент

ТГ – турбогенератор

ТГВТ – топливно-газо-воздушный тракт

ТГУ – турбогенераторная установка

ТИ – тепловая изоляция

ТК – теплофикационный пучок конденсатора турбины; технологический

канал (ядерного реактора); топливная кассета (для АЭС)

ТН – теплоноситель

ТНД – турбина низкого давления

ТО – теплообменник; техническое обслуживание

ТП – тепловой потребитель; турбопривод (насоса); технологический процесс

ТПН – питательный насос с турбоприводом (турбопитательный насос)

тр-д – трубопровод

ТТЦ – топливно-транспортный цех (электростанции)

т/у – турбоустановка

ТУ – турбоустановка; технические условия

ТХ – топливное хозяйство; тепловая характеристика

ТЦ – турбинный цех (электростанции)

ТЭБ – топливно-энергетический баланс

ТЭК – топливно-энергетический комплекс

ТЭО – технико-экономическое обоснование (проекта)

ТЭР – топливно-энергетические ресурсы

ТЭС – тепловая электрическая станция

ТЭЦ – теплоэлектроцентраль

ТЭЦ-ЗИГМ – теплоэлектроцентраль заводского изготовления на

газомазутном топливе

ТЭЦ-ЗИТТ – теплоэлектроцентраль заводского изготовления на твердом

ФОРЭМ – федеральный оптовый рынок энергии и мощности (России)

ФЭК – федеральная энергетическая комиссия

ХВО – химводоочистка

ХОВ – химочищенная вода

ХХ – холостой ход (турбины)

ХЦ – химический цех (электростанции)

ЦВ – циркуляционная вода

ЦВД, ЦНД, ЦСД – цилиндр высокого, низкого, среднего давления (турбины)

ЦН – циркуляционный насос

ЦТАИ – цех тепловой автоматики и измерений (электростанции)

ЦЦР – цех централизованного ремонта (электростанции)

ЧВД, ЧНД, ЧСД – часть высокого, низкого, среднего давления (турбины)

ЭГ – электрогенератор

ЭДС – электродвижущая сила

ЭС – электрическая станция; электрические сети; Энергетическая стратегия

ЭУ – энергетическая установка; эжектор уплотнений

ЭХ – энергетическая характеристика

ЭЦ – электроцех (электростанции)

ЭЭС – электроэнергетическая система

ЯТ, ЯТЦ – ядерное топливо, ядерно-топливный цикл

ЛИТЕРАТУРА

1. Волков Э.П., Ведяев В.А., Обрезков В.И. Энергетические установки электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1983.

2. Гиршфельд В.Я., Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1986.

3. Грибков А.М., Гаврилов Е.И., Полтавец В.М. Основы проектирования и эксплуатации тепловых электростанций. Казань: Изд-во КГЭУ, 2004.

4. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Дэвинс Д. Энергия. М.: Энергоатомиздат, 1985.

6. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций. М.: Энергоиздат, 1982.

7. Киселев Г.П. Условные обозначения энергетического оборудования, трубопроводов и арматуры в тепловых схемах. Методические указания по дипломному проектированию для специальности «Тепловые электрические станции». М.: Изд-во МЭИ, 1981.

8. Литвин А.М. Основы теплоэнергетики. М.: Энергия, 1973.

9. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. М.: Высшая школа, 1974, 1978, 1984.

10. Маргулова Т.Х., Подушко Л.А. Атомные электрические станции. М.: Энергоиздат, 1982.

11. Нигматуллин И.Н., Нигматуллин Б.И. Ядерные энергетические установки. М.: Энергоатомиздат, 1986.

12. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 2003.

13. Проценко А.Н. Покорение атома. М.: Атомиздат, 1964.

14. Проценко А.Н. Энергия будущего. М.: Молодая гвардия, 1985.

15. Проценко А.Н. Энергетика сегодня и завтра. М.: Молодая гвардия, 1987.

16. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1976, 1987.

17. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Изд-во МЭИ, 2001.

18. Промышленные тепловые электростанции/ Под ред. Е.Я.Соколова. М.: Энергия, 1979.

19. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Изд-во МЭИ, 2004, 2008.

20. Стерман Л.С., Тевлин С.А., Шарков А.Т. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоиздат, 1982.

21. Тепловые и атомные электрические станции/ Под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина. М.: Изд-во МЭИ, 2003.

22. Чичирова Н.Д., Шагиев Н.Г., Евгеньев И.В. Химия комплексных соединений. Комплексные соединения в теплоэнергетике. Казань: Изд-во КГЭИ, 1999.

23. Шагиев Н.Г., Мельников В.Н., Дик В.П. Экономика ядерной энергетики и организация производства. М.: Изд-во МЭИ, 1994.

Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)

Наибольшее распространение ТЭЦ получили в СССР. Первые теплопроводы были проложены от электростанций Ленинграда и Москвы (1924, 1928). С 30-х гг. началось проектирование и строительство ТЭЦ мощностью 100-200 Мвт. К концу 1940 мощность всех действующих ТЭЦ достигла 2 Гвт, годовой отпуск тепла - 10 8 Гдж, а протяжённость тепловых сетей (См. Тепловая сеть) - 650 км. В середине 70-х гг. суммарная электрическая мощность ТЭЦ составляет около 60 Гвт (при общей мощности электростанций Теплоэлектроцентраль 220 и тепловых электростанций Теплоэлектроцентраль 180 Гвт ). Годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ достигает 330 млрд. квт․ч, отпуск тепла - 4․10 9 Гдж; мощность отдельных новых ТЭЦ - 1,5-1,6 Гвт при часовом отпуске тепла до (1,6-2,0)․10 4 Гдж; удельная выработка электроэнергии при отпуске 1 Гдж тепла - 150-160 квт․ч. Удельный расход условного топлива на производство 1 квт․ч электроэнергии составляет в среднем 290 г (тогда как на ГРЭС - 370 г ); наименьший среднегодовой удельный расход условного топлива на ТЭЦ около 200 г/квт․ч (на лучших ГРЭС - около 300 г/квт․ч ). Такой пониженный (по сравнению с ГРЭС) удельный расход топлива объясняется комбинированным производством энергии двух видов с использованием тепла отработавшего пара. В СССР ТЭЦ дают экономию до 25 млн. т условного топлива в год (Теплоэлектроцентраль 11% всего топлива, идущего на производство электроэнергии).

ТЭЦ - основное производственное звено в системе централизованного теплоснабжения. Строительство ТЭЦ - одно из основных направлений развития энергетического хозяйства в СССР и др. социалистических странах. В капиталистических странах ТЭЦ имеют ограниченное распространение (в основном промышленные ТЭЦ).

Лит.: Соколов Е. Я., Теплофикация и тепловые сети, М., 1975; Рыжкин В. Я., Тепловые электрические станции, М., 1976.

В. Я. Рыжкин.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Теплоэлектроцентраль" в других словарях:

- (ТЭЦ), паротурбинная тепловая электростанция, вырабатывающая и отпускающая потребителям одновременно 2 вида энергии: электрическую и тепловую (в виде горячей воды, пара). В России мощность отдельных ТЭЦ достигает 1,5 1,6 ГВт при часовом отпуске… … Современная энциклопедия

- (ТЭЦ теплофикационная электростанция), тепловая электростанция, вырабатывающая не только электрическую энергию, но и тепло, отпускаемое потребителям в виде пара и горячей воды … Большой Энциклопедический словарь

ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ, и, жен. Тепловая электростанция, вырабатывающая электроэнергию и тепло (горячую воду, пар) (ТЭЦ). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова Большая политехническая энциклопедия

ТЭЦ 26 (Южная ТЭЦ) в Москве … Википедия

Теплофикационные станции (ТЭС). Назначение. Виды

ТЭС, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора (обычно синхронного генератора). В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь (преимущественно), мазут, природный газ, лигнит, торф, сланцы.

ТПЭС, имеющие в качестве привода электрогенераторов конденсационные турбины и не использующие тепло отработавшего пара для снабжения тепловой энергией внешних потребителей, называются конденсационными электростанциями. На ГРЭС вырабатывается около электроэнергии, производимой на ТЭС. ТПЭС, оснащенные теплофикационными турбинами и отдающие тепло отработавшего пара промышленным или коммунально-бытовым потребителям, называемым теплоэлектроцентралями (ТЭЦ); ими вырабатывается около электроэнергии, производимой на ТЭС.

ТЭС с приводом электрогенератора от газовой турбины называются газотурбинными электростанциями (ГТЭС). В камере сгорания ГТЭС сжигают газ или жидкое топливо; продукты сгорания с температурой 750-900 С поступают в газовую турбину, вращающую электрогенератор. Кпд таких ТЭС обычно составляет 26-28%, мощность - до нескольких сотен Мвт. ГТЭС обычно применяются для покрытия пиков электрической нагрузки.

ТЭС с парогазотурбинной установкой, состоящей из паротурбинного и газотурбинного агрегатов, называется парогазовой электростанцией (ПГЭС). кпд которой может достигать 42 - 43%. ГТЭС и ПГЭС также могут отпускать тепло внешним потребителям, то есть работать как ТЭЦ.

Тепловые электростанции используют широко распространенные топливные ресурсы, относительно свободно размещаются и способны вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний. Их строительство ведется быстро и связано с меньшими затратами труда и материальных средств. Но у ТЭС есть существенные недостатки. Они используют невозобновимые ресурсы, обладают низким КПД (30-35%), оказывают крайне негативное влияние на экологическую обстановку. ТЭС сего мира ежегодно выбрасывают в атмосферу 200-250 млн. т золы и около 60 млн. т ернистого ангидрида, а также поглощают огромное количество кислорода. Установлено, что уголь в микродозах почти всегда содержит U238, Th232 и радиоактивный изотоп углерода. Большинство ТЭС России не оснащены эффективными системами очистки уходящих газов от оксидов серы и азота. Хотя установки, работающие на природном газе экологически существенно чище угольных, сланцевых и мазутных, вред природе наносит прокладка газопроводов (особенно в северных районах).

Первостепенную роль среди тепловых установок играют конденсационные электростанции (КЭС). Они тяготеют и к источникам топлива, и к потребителям, и поэтому очень широко распространены.

Чем крупнее КЭС, тем дальше она может передавать электроэнергию, т.е. по мере увеличения мощности возрастает влияние топливно-энергетического фактора. Ориентация на топливные базы происходит при наличии ресурсов дешевого и нетранспортабельного топлива (бурые угли Канско-Ачинского бассейна) или в случае использования электростанциями торфа, сланцев и мазута (такие КЭС обычно связаны с центрами нефтепереработки).

ТЭЦ (теплоэлектроцентрали) представляют собой установки по комбинированному производству электроэнергии и теплоты. Их КПД доходит до 70% против 30-35% на КЭС. ТЭЦ привязаны к потребителям, т.к. радиус передачи теплоты (пара, горячей воды) составляет 15-20 км. Максимальная мощность ТЭЦ меньше, чем КЭС.

В последнее время появились принципиально новые установки:

• газотурбинные (ГТ) установки, в которых вместо паровых применяются газовые турбины, что снимает проблему водоснабжения (на Краснодарской и Шатурской ГРЭС);
• парогазотурбинные (ПГУ), где тепло отработавших газов используется для подогрева воды и получения пара низкого давления (на Невинномысской и Кармановской ГРЭС);
• магнитогидродинамические генераторы (МГД-генераторы), которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию (на ТЭЦ-21 Мосэнерго и Рязанской ГРЭС).

В России мощные (2 млн. кВт и более) построены в Центральном районе, в Поволжье, на Урале и в Восточной Сибири.

На базе Канско-Ачинского бассейна создается мощный топливно-энергетический комплекс (КАТЭК). В проекте предусмотрено строительство восьми ГРЭС мощностью по 6,4 млн. кВт. В 1989 г. был введен в строй первый агрегат Березовской ГРЭС-1 (0,8 млн. кВт).