Energia arengu probleemid ja väljavaated. Soojusenergia Söeenergia täiustatud tehnoloogiad

Tagasi edasi

Tähelepanu! Slaidide eelvaated on ainult informatiivsel eesmärgil ja ei pruugi esindada kõiki esitlusvõimalusi. Kui olete huvitatud see töö palun laadige täisversioon alla.

Ettekanne on lisamaterjal energia arendamise tundidele. Iga riigi energia on aluseks tootmisjõudude arendamisele, ühiskonna materiaalse ja tehnilise baasi loomisele. Ettekanne peegeldab kõigi energialiikide probleeme ja väljavaateid, paljutõotavaid (uusi) energia liike, kasutab muuseumipedagoogika kogemusi, õpilaste iseseisvat otsimistööd (töö ajakirjaga "Japan Today"), õpilaste loometööd (plakatid) ). Esitlust saab kasutada geograafiatundides 9. ja 10. klassis, klassivälistes tegevustes (valiktunnid, valikkursused), geograafianädala "22. aprill - Maa päev" läbiviimisel, ökoloogia ja bioloogia tundides "Inimkonna globaalsed probleemid". Toorainete ja energia probleem ”.

Oma töös kasutasin probleemõppe meetodit, mis seisnes probleemolukordade loomises õpilaste ees ja nende lahendamises õpilaste ja õpetajate ühistegevuse käigus. Samas arvestati õpilaste maksimaalset iseseisvust õpilaste tegevust suunava õpetaja üldise juhendamise all.

Probleemipõhine õpe võimaldab mitte ainult kujundada õpilaste seas vajalikku teadmiste, võimete ja oskuste süsteemi, saavutada kooliõpilaste kõrget arengutaset, vaid-mis on eriti oluline-võimaldab kujundada erilist vaimse tegevuse stiili. õpilaste aktiivsus ja iseseisvus. Selle esitlusega töötades näidatakse õpilastele tegelikku suunda - kooliõpilaste uurimistööd.

Tööstusharu ühendab rühma tööstusharusid, mis tegelevad kütuse kaevandamise ja transportimise, energiatootmise ja tarbijale edastamisega.

Energia tootmiseks kasutatavad loodusressursid on kütuseressursid, hüdroressursid, tuumaenergia ja alternatiivsed energiaallikad. Enamiku tööstusharude asukoht sõltub elektri arengust. Meie riigis on suured kütusevarud - energiaressursse... Venemaa oli, on ja jääb üheks juhtivaks energiajõuks maailmas. Ja seda mitte ainult seetõttu, et riigis on 12% maailma kivisöevarudest, 13% naftast ja 36% maailma maagaasivarudest, millest piisab nende endi vajaduste täielikuks rahuldamiseks ja naaberriikidesse eksportimiseks. Venemaast on saanud üks maailma juhtivaid energiajõude eelkõige kütuse- ja energiakompleksi ainulaadse tootmis-, teadusliku, tehnilise ja personalipotentsiaali loomise tõttu.

Tooraine probleem

Maavarad- esmane allikas, inimtsivilisatsiooni lähtealus peaaegu kõigil selle arenguetappidel:

- kütuse mineraalid;
- maagi mineraalid;
- mittemetallist mineraalid.

Praegune energiatarbimine kasvab hüppeliselt. Isegi kui arvestada, et elektritarbimise kasvutempo mõnevõrra väheneb energiasäästlike tehnoloogiate täiustamise tõttu, jätkub elektritooraine varusid maksimaalselt 100 aastaks. Olukorda raskendab aga varude struktuuri ja mahepõllumajandusliku tooraine tarbimise erinevus. Seega on 80% fossiilkütuste varudest kivisüsi ja ainult 20% nafta ja gaas, samas kui 8/10 tänapäevasest energiatarbimisest on nafta ja gaas.

Järelikult on ajavahemikku veelgi kitsendatud. Kuid alles täna vabaneb inimkond ideoloogilistest ideedest, et need on praktiliselt lõputud. Maavarad on piiratud, praktiliselt asendamatud.

Energia probleem.

Tänapäeval põhineb maailma energiatööstus energiaallikatel:

- põlevad mineraalid;
- põlevad orgaanilised mineraalid;
- Jõgede energia. Mittetraditsioonilised energiavormid;
- aatomi energia.

Praeguse Maa kütusevarude kallinemise tempoga muutub taastuvate energiaallikate kasutamise probleem üha pakilisemaks ning iseloomustab riigi energeetilist ja majanduslikku sõltumatust.

TPP eelised ja puudused.

TPP eelised:

1. Elektrienergia maksumus hüdroelektrijaamades on väga madal;
2. Hüdroelektrijaamade generaatoreid saab olenevalt energiatarbimisest kiiresti sisse ja välja lülitada;
3. Puudub õhusaaste.

TPP puudused:

1. Hüdroelektrijaama ehitamine võib olla aeganõudvam ja kallim kui teised energiaallikad;
2. Veehoidlad võivad katta suuri alasid;
3. Tammid võivad kahjustada kalandust, blokeerides tee kudemispaikadesse.

Hüdroelektrijaamade eelised ja puudused.

Hüdroelektrijaama eelised:
- need ehitatakse kiiresti ja odavalt;
- nad töötavad konstantses režiimis;
- asuvad peaaegu kõikjal;
- Soojusjaamade levimus Vene Föderatsiooni energiasektoris.

Hüdroelektrijaamade puudused:

- tarbige palju kütust;
- nõuab remondi ajal pikka peatumist;
- atmosfääris kaob palju soojust, atmosfääri paiskub palju tahkeid ja kahjulikke gaase;
- Peamised keskkonna saasteained.

Elektritootmise struktuuris maailmas kuulub esikohale soojuselektrijaamad (TPP) - nende osakaal on 62%.
Alternatiiv fossiilkütustele ja taastuv energiaallikas on hüdroenergia. Hüdroelektrijaam (HEJ)- elektrijaam, mis kasutab veevoolu energiat energiaallikana. Hüdroelektrijaamad ehitatakse tavaliselt paisude ja veehoidlatega jõgedele. Hüdroenergia on elektrienergia tootmine taastuvate jõe-, loodete- ja geotermiliste veevarude abil. Taastuvate veevarude kasutamine eeldab üleujutuste ohjamist, jõesängide tugevdamist, veevarude ülekandmist põua käes kannatavatesse piirkondadesse, põhjavee voolu säilimist.
Kuid ka siin on energiaallikas üsna rangelt piiratud. See on tingitud asjaolust, et suured jõed on reeglina tööstuskeskustest kaugel või nende võimsused on peaaegu täielikult ära kasutatud. Seega ei suuda hüdroenergia, mis annab praegu umbes 10% maailma energiatootmisest, seda näitajat oluliselt suurendada.

Tuumaelektrijaamade probleemid ja väljavaated

Venemaal ulatub tuumaenergia osakaal 12%-ni. Venemaal kaevandatud uraani varude elektriline potentsiaal on 15 triljonit. kWh, seda on nii palju, kui kõik meie elektrijaamad suudavad 35 aastaga toota. Tänapäeval ainult tuumaenergia
võimeline järsult ja lühiajaline nõrgendada kasvuhooneefekti nähtust. Tuumaelektrijaama ohutus on kiireloomuline probleem. 2000. aastal algas üleminek põhimõtteliselt uutele lähenemisviisidele tuumaelektrijaamade kiirgusohutuse standardimisele ja tagamisele.
Maailma tuumaenergia arendamise 40 aasta jooksul on 26 maailma riigis ehitatud umbes 400 jõuallikat. Tuumaenergia peamised eelised on kõrge lõplik kasumlikkus ja põlemisproduktide heitkoguste puudumine atmosfääri; peamised puudused on potentsiaalne oht keskkonna radioaktiivseks saastamiseks tuumakütuse lõhustumisproduktidega õnnetuse korral ja kasutatud ümbertöötlemise probleem. tuumkütus.

Ebatavaline (alternatiivne energia)

1. Päikeseenergia... See on päikesekiirguse kasutamine mingil kujul energia tootmiseks. Päikeseenergia kasutab taastuvat energiaallikat ja võib tulevikus muutuda keskkonnasõbralikuks.

Päikeseenergia eelised:

- allika üldine kättesaadavus ja ammendamatus;
- Teoreetiliselt täiesti ohutu keskkonnale.

Päikeseenergia puudused:

- Päikeseenergia voog Maa pinnal sõltub suuresti laiuskraadist ja kliimast;
- päikeseelektrijaam ei tööta öösel ega tööta piisavalt tõhusalt hommikuses ja õhtuses hämaras;
Fotogalvaanilised elemendid sisaldavad mürgiseid aineid, näiteks pliid, kaadmiumi, galliumit, arseeni jne, ning nende tootmisel kulub palju muid ohtlikke aineid.

2. Tuuleenergia... See on energiaharu, mis on spetsialiseerunud tuuleenergia kasutamisele - õhumasside kineetilisele energiale atmosfääris. Kuna tuuleenergia on päikese tegevuse tagajärg, klassifitseeritakse see taastuvenergiaks.

Tuuleenergia väljavaated.

Tuuleenergia on õitsev tööstusharu, kuna 2007. aasta lõpus oli kõigi tuulikute paigaldatud koguvõimsus 94,1 gigavatti, mis on viis korda rohkem kui 2000. aastal. 2007. aastal toodeti tuuleparkides üle maailma umbes 200 miljardit kWh, mis moodustab ligikaudu 1,3% ülemaailmsest elektritarbimisest. Middelgrundeni avamere tuulepark Taanis Kopenhaageni lähedal. Ehituse ajal oli see maailma suurim.

Tuuleenergia rakendamise võimalused Venemaal. Venemaal on tuuleenergia võimalused siiani praktiliselt realiseerimata. Konservatiivne suhtumine kütuse- ja energiakompleksi edasisse arengusse takistab praktiliselt tuuleenergia tõhusat kasutuselevõttu, eriti Venemaa põhjapiirkondades, aga ka Lõuna föderaalringkonna stepivööndis ja eriti Volgogradi oblastis. .

3. Termotuumaenergeetika. Päike on loomulik termotuumareaktor. Veelgi huvitavam, ehkki suhteliselt kauge väljavaade on tuumasünteesi energia kasutamine. Termotuumasünteesi reaktorid tarbivad arvutuste kohaselt vähem kütust energiaühiku kohta ning nii kütus ise (deuteerium, liitium, heelium-3) kui ka nende sünteesi saadused on mitteradioaktiivsed ja seega keskkonnasõbralikud.

Termotuumaenergia väljavaated. Sellel energiavaldkonnal on suur potentsiaal, praegu projekti "ITER" raames, milles Prantsusmaa on kaasatud Euroopa, Hiina, Venemaa, USA, Lõuna -Korea ja Jaapan, käimas on suurima termotuumareaktori ehitus. , mille eesmärk on viia CTS (kontrollitud termotuumasüntees) uuele tasemele. Ehitustööd on plaanitud lõpetada 2010.

4. Biokütus, biogaas. Biokütus on bioloogilisest toorainest saadud kütus, mis saadakse reeglina suhkruroo varte või rapsi, maisi, sojaubade töötlemise tulemusena. Eristatakse vedelaid biokütuseid (sisepõlemismootorite puhul, nt etanool, metanool, biodiisel) ja gaasilisi (biogaas, vesinik).

Biokütuste tüübid:

- biometanool
- Bioetanool
- Biobutanool
- dimetüüleeter
- Biodiisel
- Biogaas
- vesinik

Hetkel on enim arenenud biodiisel ja vesinik.

5. Maasoojus. Jaapani vulkaaniliste saarte all on peidus tohutul hulgal geotermilist energiat, mida saab kasutada kuuma vee ja auru väljavõtmisel. Kasu: see eraldab elektritootmisel umbes 20 korda vähem süsinikdioksiidi, mis vähendab selle mõju globaalsele keskkonnale.

6. Lainete energia, mõõn ja vool. Jaapanis on kõige olulisem energiaallikas laineturbiinid, mis muudavad ookeanilainete vertikaalse liikumise õhurõhuks, mis pöörleb elektrigeneraatorite turbiinidel. Jaapani rannikule on paigaldatud suur hulk tõusulaineid. Nii kasutatakse ookeani energiat ookeanitranspordi ohutuse tagamiseks.

Päikese energia tohutu potentsiaal võib teoreetiliselt rahuldada kogu maailma energiavajaduse. Kuid soojuse elektrienergiaks muundamise efektiivsus on vaid 10%. See piirab päikeseenergia võimalusi. Põhilisi raskusi tekib ka siis, kui analüüsitakse võimalusi luua suure võimsusega generaatoreid, kasutades tuuleenergiat, mõõnatõusu, geotermilist energiat, biogaasi, taimkütust jne. Kõik see viib järeldusele, et käsitletavate nn "reprodutseeritavate" ja suhteliselt keskkonnasõbralike energiaressursside võimalused on vähemalt suhteliselt lähitulevikus piiratud. Kuigi nende kasutamise mõju energiavarustuse üksikute eraprobleemide lahendamisel võib olla juba üsna muljetavaldav.

Loomulikult valitseb optimism termotuumaenergia võimaluste ja muude tõhusate energia hankimise meetodite osas, mida teadus on intensiivselt uurinud, kuid praegusel energiatootmise skaalal. Nende võimalike allikate praktilisel arendamisel kulub mitu aastakümmet kõrge kapitalimahukuse ja vastava inertsi tõttu projektide elluviimisel.

Õpilaste uurimistöö:

1. Eriaruanne "Roheline energia" tulevikuks: „Jaapan on maailma juhtiv päikeseenergia tootmisel. 90% Jaapanis toodetud päikeseenergiast pärineb tavamajade päikesepaneelidest. Jaapani valitsus on seadnud 2010. aastaks eesmärgiks toota päikesepaneelidest umbes 4,8 miljonit kWh energiat. Elektritootmine biomassist Jaapanis. Köögijäätmetest eraldub metaangaasi. See gaas töötab elektrit tootva mootoriga ja loob soodsad tingimused keskkonna kaitsmiseks.

Kaasaegsed soojus- ja elektrisüsteemid tööstusettevõtted koosneb kolmest osast, mille koostoime tõhususest sõltub kütuse ja energiaressursside tarbimise maht ja tõhusus. Need osad on:

energiaressursside allikad, s.t. nõutavaid energiaressursse tootvad ettevõtted;

transpordi- ja energiaressursside jaotamise süsteemid tarbijate vahel. Enamasti on need kütte- ja elektrivõrgud; energiaressursside tarbijad.

Igal süsteemi tootja - energiaressursside tarbija - osalejal on oma seadmed ja seda iseloomustavad teatud energia- ja termodünaamilise efektiivsuse näitajad. Sellisel juhul tekib sageli olukord, kui mõnede süsteemis osalejate kõrge efektiivsuse näitajad on teiste poolt tasandatud, nii et soojus- ja elektrisüsteemi kogutõhusus osutub madalaks. Kõige raskem etapp on energiaressursside tarbimine.

Kodumaise tööstuse kütuse- ja energiaressursside kasutamise tase jätab soovida. Naftakeemiatööstuse ettevõtete küsitlus näitas, et tegelik energiaressursside tarbimine ületab teoreetiliselt nõutavat umbes 1,7-2,6 korda, s.t. energiaressursside sihipärane kasutamine moodustab umbes 43% tootmistehnoloogiate tegelikest kuludest. Sellist olukorda täheldatakse keemia-, kummitehnika-, toidu- ja tööstusettevõtetes, kus termilisi sekundaarseid ressursse kasutatakse ebapiisavalt või ebaefektiivselt.

Soojusvoogud, mida ettevõtte tööstuslikus soojusinseneris ja soojusenergia süsteemides ei kasutata, on peamiselt vedelike soojusvoogud. (t< 90 0 С) и газов (t< 150 0 С) (см. табл. 1.8).

Praegu on teada üsna tõhusad disainilahendused, mis võimaldavad selliste parameetrite soojust kasutada otse tööstusrajatises. Seoses energiaressursside hinnatõusuga kasvab huvi nende vastu, luuakse soojusvahetite tootmine ja soojustrafode kasutamine, mis võimaldab loota paranemisele lähitulevikus selliste taastuvenergiaallikate kasutamisega tööstuses. .

Nagu näitavad energiasäästumeetmete tõhususe arvutused, annab iga soojusenergiaühik (1 J, 1 kcal) loodusliku kütuse viiekordse kokkuhoiu. Neil juhtudel, kui õnnestus leida kõige edukamad lahendused, ulatus kütus kokkuhoid kümnekordseks.

Selle peamiseks põhjuseks on tootmis-, rikastamis-, muundamis-, kütuseenergiaressursside transpordi vaheetappide puudumine, et tagada säästetud energiaressursside hulk. Kapitaliinvesteeringud energiasäästu meetmetesse on 2-3 korda väiksemad kui vaja kapitaliinvesteeringud kaevandus- ja sellega seotud tööstusharudesse, et saada samaväärne kogus fossiilkütust.

Traditsiooniliselt väljakujunenud lähenemisviisi raames käsitletakse suurte tööstustarbijate soojus- ja elektrisüsteeme ainuüksi - nõutava kvaliteediga energiaressursside allikana õiges koguses vastavalt tehnoloogiliste eeskirjade nõuetele. Soojus- ja elektrisüsteemide töörežiim sõltub tarbija dikteeritud tingimustest. Selline lähenemine toob tavaliselt kaasa valearvestuse seadmete valimisel ja vastuvõtmisel tõhusad lahendused soojustehnika ja soojusenergia süsteemide korraldamise kohta, s.t. varjatud või ilmselgele kütuse- ja energiaressursside ülekulutamisele, mis loomulikult mõjutab toodete maksumust.

Eelkõige üsna tugev mõju üldised näitajad tööstusettevõtete energiatarbimise efektiivsust mõjutab hooajalisus. Suveperioodil on tavaliselt ülemäärane VER -soojustehnoloogia pakkumine ja samal ajal on probleeme ringlusvee temperatuuri tõusu tõttu jahutavate soojuskandjate ebapiisava mahu ja kvaliteediga. Välisõhu madalate temperatuuride perioodil on vastupidi soojusenergia ülekulutamine, mis on seotud soojuskao osakaalu suurenemisega välispiirete kaudu, mida on väga raske tuvastada.

Seega tuleks kaasaegseid soojus- ja elektrisüsteeme arendada või moderniseerida orgaanilises seoses tööstusliku soojustehnoloogiaga, võttes arvesse mõlema seadme ajakava ja töörežiime - ER -i tarbijad ja seadmed, mis on omakorda taastuvenergia allikad . Tööstusliku soojusenergeetika peamised ülesanded on:

vajalike parameetrite energiaressursside tasakaalu tagamine igal ajavahemikul üksikute üksuste ja tootmisühistu kui terviku usaldusväärse ja ökonoomse töö tagamiseks; energiakandjate optimaalne valik termofüüsikaliste ja termodünaamiliste parameetrite osas;

reservvarude ja akumuleeruvate energiaallikate, samuti alternatiivsete energiaressursside tarbijate nomenklatuuri ja tööviiside kindlaksmääramine nende ülemäärase pakkumise perioodil; varude kindlaksmääramine tootmise energiatõhususe suurendamiseks tehnika praegusel tasemel ja kaugemas tulevikus.

Tulevikus näib TPP PP olevat keeruline energiatehnoloogiline kompleks, milles energia- ja tehnoloogilised voogud on omavahel tihedalt seotud. Samal ajal võivad kütuse- ja energiaressursside tarbijad olla sekundaarse energia allikaks antud tootmise tehnoloogilistele rajatistele, väliseks tarbijaks või muud tüüpi energiaressursse tootvateks energiaseadmeteks.

Spetsiifiline soojustarbimine toote toodangu jaoks tööstuslik tootmine vahemikus üks kuni kümneid gigadžauli lõpptoote tonni kohta, olenevalt seadmete paigaldatud võimsusest, tehnoloogilise protsessi olemusest, soojuskaodest ja tarbimisgraafiku ühtsusest. Samal ajal on kõige atraktiivsemad meetmed, mille eesmärk on suurendada olemasolevate tööstusharude energiatõhusust ja mitte viia olulisi muudatusi peamiste tehnoloogiliste seadmete töörežiimi. Kõige atraktiivsem on suletud soojusvarustussüsteemide korraldamine, mis põhinevad kasutusjaamadel, mille ettevõtetel on suur osa keskmise ja madala rõhu auru ja sooja vee tarbimisest.

Enamikku ettevõtteid iseloomustab märkimisväärne soojuskadu, mis tarnitakse süsteemi ringleva vee või õhuga jahutatud soojusvahetites - kondensaatorites, jahutites, külmikutes jne. Sellistes tingimustes on soovitav korraldada tsentraliseeritud ja rühmasüsteemid vahepealse soojuskandjaga, et eraldatud soojus tagasi saada. See võimaldab ühendada arvukalt allikaid ja tarbijaid kogu ettevõttes või spetsiaalses allüksuses ning pakkuda sooja vett tööstuslike ja sanitaartarbijate nõutavate parameetritega.

Suletud soojusvarustussüsteemid on jäätmevabade tootmissüsteemide üks põhielemente. Madalate parameetrite soojuse regenereerimine ja selle muundamine vajalikule temperatuuritasemele võib tagastada märkimisväärse osa energiaressurssidest, mis tavaliselt juhitakse otse atmosfääri või ringlussevõtu veevarustussüsteeme kasutades.

V tehnoloogilised süsteemid kasutades energiakandjana auru ja kuuma vett, on jahutatava ja väljutatava soojuse temperatuur ja rõhk jahutusprotsessides sama. Väljuv soojushulk võib isegi ületada süsteemi sisestatud soojushulka, kuna jahutusprotsessidega kaasneb tavaliselt aine agregatsiooni oleku muutumine. Sellistes tingimustes on võimalik korraldada tsentraliseeritud või kohalikke soojuspumbasüsteeme, mis võimaldavad taastada kuni 70% soojust tarbivates seadmetes kulutatud soojusest.

Sellised süsteemid on laialt levinud USA -s, Saksamaal, Jaapanis ja teistes riikides, kuid meie riigis ei ole nende loomisele piisavalt tähelepanu pööratud, kuigi eelmise sajandi 30 -ndatel aastatel tehtud teoreetilised arengud on teada. Praegu on olukord muutumas ja soojuspumpade paigaldamist hakatakse kasutama nii elamute kui ka kommunaalteenuste soojusvarustussüsteemides ja tööstusrajatistes.

Üks tõhusamaid lahendusi on neeldumsoojustrafodel (ATT) põhinevate külmutusseadmete kasutamise korraldamine. Tööstuslikud jahutussüsteemid põhinevad auru kokkusurumise tüüpi külmutusseadmetel ja elektritarbimine külma tootmiseks ulatub 15-20% -ni kogu ettevõtte kogutarbimisest. Absorptsioonsoojusmuunduritel kui alternatiivsetel külmutusallikatel on mitmeid eeliseid, eelkõige:

ATT juhtimiseks võib kasutada tööstusliku vee, suitsugaaside või madala rõhu heitgaasi auru madalat kuumust;

sama varustuse koosseisuga on ATT võimeline töötama nii külma etteande režiimis kui ka soojuspumba režiimis soojuse eraldamiseks.

Tööstusettevõtte õhu- ja külmavarustussüsteemid ei avalda olulist mõju veevarude varustamisele veevarudega ja neid võib kasutada kasutusmeetmete väljatöötamisel soojuse tarbijatena.

Tulevikus peaksime ootama põhimõtteliselt uute suletud tootmistsüklite alusel loodud jäätmevabade tööstustehnoloogiate teket ning elektri osakaalu olulist suurenemist energiatarbimise struktuuris.

Elektritarbimise kasv tööstuses seostub ennekõike odavate energiaallikate - kiirete neutronreaktorite, termotuumareaktorite jms - arendamisega.

Samal ajal võib eeldada ökoloogilise olukorra halvenemist, mis on seotud planeedi ülemaailmse ülekuumenemisega "termilise reostuse" intensiivistumise tõttu - soojusheite suurenemine atmosfääri.

Kontrollküsimused ja ülesanded teemale 1

1. Millist tüüpi energiakandjaid kasutatakse peamiste tehnoloogiliste protsesside läbiviimiseks pürolüüsiosakonnas, samuti reaktsioonisaaduste eraldamise ja eraldamise etapis etüleeni tootmisel?

2. Kirjeldage pürolüüsi ahju energiabilansi sisend- ja väljundosa. Kuidas mõjutas neid toitevee soojendamise korraldamine?

3. Kirjeldage energiatarbimise struktuuri isopreeni tootmisel kaheastmelise dehüdrogeenimise meetodil. Kui suur on külma ja ringlussevõetud vee tarbimise osa selles?

4. Analüüsige sünteetilise etüülalkoholi tootmise soojusbilansi struktuuri etüleeni otsese hüdreerimise teel. Loetlege bilansikulude kirjed, mis on seotud soojusenergia kadudega.

5. Selgitage, miks TAC-põhine küttetehnoloogia on klassifitseeritud madala temperatuuriga.

6. Millised omadused võimaldavad hinnata soojuskoormuste ühtlust aastaringselt?

7. Too näiteid tööstustehnoloogiatest, mis kuuluvad teise gruppi oma tarbeks tarbitava soojuse osakaalu poolest.

8. Kasutades naftakeemiatehase igapäevast aurutarbimise ajakava, määrake selle maksimum- ja miinimumväärtused ning võrrelge neid. Kirjeldage naftakeemiatehase igakuist soojustarbimise ajakava.

9. Mis seletab ebatasasusi aasta graafikuid tööstusettevõtete soojuskoormused?

10. Võrrelge masinaehitusettevõtete ja keemiatehaste aastakoormuste graafikuid ning sõnastage järeldused.

11. Kas põlevaid tootmisjäätmeid tuleks alati käsitleda teisese energiaallikana?

12. Kirjeldage soojustarbimise struktuuri tööstuses, võttes arvesse soojustaju temperatuuritaset.

13. Selgitage jäätmesoojenduskatelde saadetavate põlemissaaduste taastuvenergia saadaoleva soojushulga määramise põhimõtet.

14. Mis on samaväärne fossiilkütuse kokkuhoid, kui annab tarbimisjärgus soojusühiku kokkuhoiu ja miks?

15. Võrrelge butadieeni tootmisel kasutatavate veeenergiaressursside mahtu kaheastmelise dehüdrogeenimismeetodi abil n-butaan ja alkoholi kokkupuutel lagundamise meetod (vt tabel. A.1.1).

Tabel P.l.l

Naftakeemiatööstuse sekundaarsed energiaressursid

TPP väljavaadete hindamiseks on kõigepealt vaja mõista nende eeliseid ja puudusi võrreldes teiste elektrienergiaallikatega.

Eelised hõlmavad järgmist.

• 1. Erinevalt hüdroelektrijaamadest saab soojuselektrijaamu paigutada suhteliselt vabalt, võttes arvesse kasutatud kütust. Gaasiõlielektrijaamu saab ehitada kõikjale, kuna gaasi ja kütteõli transport on suhteliselt odav (võrreldes kivisöega). Soovitatav on paigutada pulbristatud söe soojuselektrijaamad söekaevandamise allikate lähedale. Praeguseks on "söe" soojusenergia tööstus arenenud ja sellel on väljendunud piirkondlik iseloom.
• 2. Paigaldatud võimsuse erikulu (1 kW paigaldatud võimsuse maksumus) ja ehitusperiood on elektrijaamades oluliselt lühemad kui tuumaelektrijaamade ja HEJ -de puhul.
• 3. Elektrienergia tootmine TPP -des, erinevalt hüdroelektrijaamadest, ei sõltu aastaajast ja selle määrab ainult kütuse tarnimine.
• 4. Majandusmaade võõrandamise piirkonnad on tuumaelektrijaamade jaoks oluliselt väiksemad kui tuumaelektrijaamade puhul ja loomulikult ei saa neid võrrelda hüdroelektrijaamadega, mille mõju keskkonnale võib olla kaugel piirkondlikust iseloomust. Näiteks on jõe hüdroelektrijaamade kaskaadid. Volga ja Dnepri.
• 5. TPP-des saab põletada peaaegu igasugust kütust, sealhulgas madalaima kvaliteediga söed, ballastiga tuha, vee, kivimiga.
• 6. Erinevalt tuumaelektrijaamadest ei ole probleeme soojuselektrijaamade kasutamisega nende kasutusaja lõpus. Reeglina ületab TPP infrastruktuur märkimisväärselt sellele paigaldatud põhiseadmed (katlad ja turbiinid) ning hooned, turbiinisaal, veevarustus- ja kütusesüsteemid jne, mis moodustavad suurema osa vahenditest , serveeri pikka aega. Enamik GOELRO plaani järgi üle 80 aasta ehitatud TPPd on endiselt töös ja jätkavad tööd ka pärast uute, arenenumate turbiinide ja katelde paigaldamist neile.

Lisaks nendele eelistele on TPP -l mitmeid puudusi.

• 1. Soojuselektrijaamad on kõige keskkonnasõbralikumad elektrienergiaallikad, eriti need, mis töötavad kõrge tuhasisaldusega väävlikütusel. Tõsi küll, öelda, et tuumaelektrijaamad, mille heitkogused atmosfääri ei ole pidevad, kuid tekitavad pideva radioaktiivse reostuse ohu ning neil on probleeme kasutatud tuumkütuse ladustamise ja töötlemisega, samuti tuumajaama enda kõrvaldamisega. pärast kasutusea lõppu või hüdroelektrijaamad, mis ujutavad üle tohutuid majanduspiirkondi ja muudavad piirkondlikku kliimat, on ökoloogiliselt "puhtamad" võimalikud ainult märkimisväärse kokkuleppe korral.
• 2. Traditsioonilised elektrijaamad on suhteliselt madala kasuteguriga (paremad kui tuumajaam, kuid palju halvemad kui CCGT -üksused).
• 3. Erinevalt hüdroelektrijaamadest ei osale soojuselektrijaamad peaaegu igapäevase elektrikoormuse graafiku muutuva osa katmisel.
• 4. TPP -d sõltuvad märkimisväärselt sageli imporditavast kütusest.

Kõigile nendele puudustele vaatamata on TPP -d enamikus maailma riikides peamised elektritootjad ja jäävad selleks vähemalt järgmise 50 aasta jooksul.

Võimsate kondenseeruvate soojuselektrijaamade ehitamise väljavaated on tihedalt seotud kasutatava fossiilkütuse tüübiga. Vaatamata vedelkütuse (õli, kütteõli) suurtele eelistele energiakandjana (kõrge kütteväärtus, lihtne transportimine) väheneb selle kasutamine TPP -des üha enam mitte ainult piiratud varude tõttu, vaid ka selle suure väärtuse tõttu tooraine naftakeemiatööstusele. Venemaa jaoks on vedelkütuse (õli) ekspordiväärtus samuti väga oluline. Seetõttu kasutatakse TPP-des vedelkütust (kütteõli) kas varukütusena gaasiõli TPP-des või abikütusena pulbrilise söe TPP-des, mis tagab söetolmu stabiilse põlemise katlas teatud töötingimustes.

Maagaasi kasutamine auruturbiinide TPPde kondenseerimisel on irratsionaalne: selleks on vaja kasutada auru-gaasi kasutusüksusi, mis põhinevad kõrgtemperatuurilistel gaasiturbiiniseadmetel.

Seega on pikaajaline väljavaade kasutada klassikalisi auruturbiinide TPP-sid nii Venemaal kui ka välismaal ennekõike söe, eriti madala kvaliteediga söe kasutamisega. See muidugi ei tähenda gaasi-õli soojuselektrijaamade töö lõpetamist, mis järk-järgult asendatakse auruturbiinidega.

Ehituse negatiivsed keskkonnamõjud ja sotsiaalsed mõjud suured hüdroelektrijaamad pange meid tähelepanelikult uurima nende võimalikku kohta tuleviku elektritööstuses.

Hüdroenergia tulevik

Suured hüdroelektrijaamad täidavad elektrisüsteemis järgmisi funktsioone:

1. elektritootmine;
2. tootmisvõimsuse kiire vastavusse viimine energiatarbimisega, sageduse stabiliseerimine elektrisüsteemis;
3. energia kogunemine ja salvestamine vee potentsiaalse energia kujul Maa gravitatsiooniväljas koos muundamisega elektriks igal ajal.

Elektritootmine ja manöövrid on võimalikud igas mastaabis. Ja energia kogunemine perioodiks mitu kuud kuni mitu aastat (talve- ja kuivadel aastatel) nõuab suurte veehoidlate loomist.

Võrdluseks võib öelda, et 12-kilone, 12-voldine 85-ampritunnine autoaku suudab salvestada 1,02 kilovatt-tundi (3,67 MJ). Sellise energiakoguse salvestamiseks ja hüdroelektrijaamas elektrienergiaks muundamiseks efektiivsusega 0,92 peate tõstma 4 tonni (4 kuupmeetrit) vett 100 m kõrgusele või 40 tonni vett kõrgusele. 10 m.

Ainult 1 MW võimsusega hüdroelektrijaama jaoks, mis töötab ladustatud vees 5 kuud aastas 6 tundi päevas hoiustatud vees, on vaja koguneda 100 m kõrgusel ja seejärel joosta läbi turbiini 3.6 miljonit tonni vett. Kui veehoidla pindala on 1 km ², väheneb tase 3,6 m võrra. 40% kasuteguriga diiseljaama sama võimsus nõuab 324 tonni diislikütust. Seega vajab külma ilmaga veeenergia talveks talletamine kõrgeid tamme ja suuri veehoidlaid.

Lisaks on b O Suuremas osas Venemaa territooriumist igikeltsa piirkonnas külmuvad väikesed ja keskmise suurusega jõed talvel põhja. Nendes osades on väikesed hüdroelektrijaamad talvel kasutud.

Suured hüdroelektrijaamad asuvad paratamatult paljudest tarbijatest märkimisväärsel kaugusel ning arvesse tuleks võtta elektriliinide ehitamise kulusid ning energiakadusid ja küttejuhtmeid. Niisiis ületab Transiberi (Šilkinskaja) hüdroelektrijaama puhul ülekandeliini-220 ehitamise maksumus Transsibi, mille pikkus on vaid 195 km (sellise ehituse puhul väga vähe), 10% kõigist kuludest. Jõuülekandevõrkude ehitamise kulud on nii märkimisväärsed, et Hiinas ületab võrku veel ühendamata tuulikute võimsus Baikali järvest ida pool asuva Venemaa kogu energiasektori võimsust.

Seega sõltuvad hüdroenergia väljavaated tehnoloogia ja tootmise edusammudest ning ühisest energia salvestamisest ja edastamisest.

Energeetika on väga kapitalimahukas ja seetõttu konservatiivne tööstusharu. Mõned elektrijaamad töötavad siiani, eriti hüdroelektrijaamad, mis on ehitatud kahekümnenda sajandi alguses. Seetõttu on poole sajandi väljavaadete hindamiseks ühe või teise energialiigi mahuliste näitajate asemel olulisem vaadata iga tehnoloogia edenemise kiirust. Tootmise tehnilise progressi sobivad näitajad on efektiivsus (või protsent kadudest), ühikute võimsus, 1 kilovatt tootmisvõimsuse maksumus, 1 kilovatt 1 km ülekande hind, 1 kilovatt-tunni salvestamise kulu päevas.

Energia salvestamine

Ladustamine elekter on energiasektori uus tööstusharu. Pikka aega hoidsid inimesed kütust (küttepuud, kivisüsi, seejärel nafta ja naftasaadused paakides, gaas rõhumahutites ja maa -alustes hoidlates). Siis ilmusid mehaanilised energiasalvestusseadmed (ülestõstetud vesi, suruõhk, super hoorattaid jne), nende hulgas jäävad liidriks pumbatavad elektrijaamad.

Väljaspool igikeltsa tsoone saab päikesesoojendite kogunenud soojust juba talvel maa alla majade kütmiseks pumbata. Pärast NSVL kokkuvarisemist lakkasid katsed päikeseenergia kasutamiseks keemilisteks muundamisteks.

Tuntud keemilistel akudel on piiratud arv laadimis-tühjendustsükleid. Superkondensaatoritel on palju rohkem O pikem vastupidavus, kuid nende võimsus on endiselt ebapiisav. Ülijuhtivate mähiste magnetvälja energia akumulaatoreid täiustatakse väga kiiresti.

Läbimurre energia salvestamise jaotamisel toimub siis, kui hind langeb 1 dollarile kilovatt-tunni kohta. See võimaldab laialdaselt kasutada selliseid elektritootmisviise, mis ei ole võimelised pidevalt töötama (päikeseenergia, tuul, loodete energia).

alternatiivenergia

Tehnoloogiast genereeriv kiireim muutus toimub praegu päikeseenergias. Päikesepaneelid võimaldavad toota energiat mis tahes vajalikus koguses - alates telefoni laadimisest kuni megalinnade varustamiseni. Päikese energiat Maal on sada korda rohkem kui muud tüüpi energiaid kokku.

Tuulepargid on läbinud hinnaalandamise perioodi ning on tornide suuruse ja tootmisvõimsuse suurendamise etapis. 2012. aastal ületas kõigi maailma tuulikute võimsus kõigi NSV Liidu elektrijaamade võimsuse. Kuid 21. sajandi 20ndatel on tuulikute täiustamise võimalused ammendatud ja päikeseenergia jääb kasvumootoriks.

Suurte hüdroelektrijaamade tehnoloogia on läbinud oma "peenema tunni", igal kümnendil ehitatakse suuri hüdroelektrijaamu üha vähem. Leiutajate ja inseneride tähelepanu pöördub loodete ja laineelektrijaamade poole. Looded ja suured lained pole aga igal pool, seega on nende roll tühine. Väikesi hüdroelektrijaamu ehitatakse 21. sajandil, eriti Aasias.

Maa soolestiku soojusest (geotermiline energia) elektri saamine on paljulubav, kuid ainult teatud piirkondades. Fossiilkütuste põletamise tehnoloogiad konkureerivad päikese- ja tuuleenergiaga mitu aastakümmet, eriti seal, kus on vähe tuult ja päikest.

Kõige kiiremini arenevad tehnoloogiad põlevgaasi tootmiseks jäätmete kääritamise, pürolüüsi või plasma lagunemise teel). Samas tahke majapidamisjäätmed alati enne gaasistamist nõuab sorteerimist (või paremat eraldi kogumist).

TPP tehnoloogiad

Kombineeritud tsükliga elektrijaamade kasutegur ületas 60%. Kõigi gaasiküttel töötavate koostootmisjaamade ümberseadistamine kombineeritud tsükliga (täpsemalt gaasi-auru) jaamadesse suurendab elektritootmist rohkem kui 50%, suurendamata gaasi põletamist.

Söe ja kütteõli koostootmine on tõhususe, seadmete hinna ja kahjulike heitkoguste poolest palju halvem kui gaasielektrijaamad. Lisaks nõuab söekaevandamine kõige rohkem inimelusid megavatt -tunni elektrienergia kohta. Söe gaasistamine pikendab söetööstuse olemasolu mitu aastakümmet, kuid kaevuri elukutse püsib tõenäoliselt alles 22. sajandil. On väga tõenäoline, et auru- ja gaasiturbiinid asendatakse kiiresti täiustatud kütuseelementidega, milles keemiline energia muundatakse elektrienergiaks, minnes mööda soojus- ja mehaanilise energia saamise etappidest. Vahepeal on kütuseelemendid väga kallid.

Tuumaenergia

Tuumaelektrijaamade efektiivsus on viimase 30 aasta jooksul kasvanud kõige aeglasemalt. Tuumareaktorite täiustamine, millest igaüks maksab mitu miljardit dollarit, on väga aeglane ja ohutusnõuded tõstavad ehituskulusid. "Tuumarenessanssi" ei toimunud. Alates 2006. aastast on tuumaelektrijaamade kasutuselevõtt maailmas väiksem kui tuuleparkide, vaid ka päikeseelektrijaamade kasutuselevõtt. Sellest hoolimata on tõenäoline, et mõned tuumaelektrijaamad peavad vastu kuni 22. sajandini, kuigi radioaktiivsete jäätmete probleemi tõttu on nende lõpp paratamatu. Tõenäoliselt töötavad termotuumareaktorid 21. sajandil, kuid nende väike arv muidugi "ei tee ilma".

Siiani jääb "külma termotuumasünteesi" realiseerimise võimalus ebaselgeks. Põhimõtteliselt ei ole termotuumareaktsiooni võimalus ilma ülikõrgete temperatuuride ja radioaktiivsete jäätmete tekkimiseta füüsikaseadustega vastuolus. Kuid väljavaated sellisel viisil odavat energiat hankida on väga kahtlased.

Uued tehnoloogiad

Ja väike fantaasia joonistel. Nüüd katsetatakse Venemaal kolme uut soojuse isotermilise muundamise elektrienergiaks põhimõtet. Nendes katsetes on palju skeptikuid: lõppude lõpuks rikutakse termodünaamika teist seadust. Siiani on saadud kümnendik mikrovattidest. Kui see õnnestub, ilmuvad kõigepealt kella ja instrumendi patareid. Siis lambid ilma juhtmeteta. Iga lambipirn on jaheduse allikas. Kliimaseadmed toodavad elektrit selle asemel, et seda tarbida. Maja juhtmeid pole enam vaja. Millal ulme teoks saab, on veel vara hinnata.

Vahepeal vajame juhtmeid. Üle poole kilovatt-tunni hinnast Venemaal moodustavad elektriliinide ja alajaamade ehitamise ja hooldamise kulud. Üle 10% toodetud elektrienergiast läheb küttejuhtmetesse. Kulude ja kahjude vähendamine võimaldab arukaid võrke, mis haldavad automaatselt paljusid tarbijaid ja energiatootjaid. Kahjude vähendamiseks on paljudel juhtudel parem üle kanda alalisvoolu kui vahelduvvoolu. Üldiselt saab küttejuhtmeid vältida, muutes need ülijuhtivaks. Toatemperatuuril töötavaid ülijuhte pole aga leitud ja pole teada, kas neid leitakse.

Kõrge transpordikuludega hajaasustusega piirkondade puhul on oluline ka energiaallikate levimus ja kättesaadavus.

Kõige tavalisem energia pärineb Päikeselt, kuid Päike pole alati nähtav (eriti väljaspool polaarjoont). Kuid talvel ja öösel puhub tuul sageli, kuid mitte alati ja mitte igal pool. Sellest hoolimata võimaldavad tuule-päikeseelektrijaamad juba praegu vähendada diiselkütuse tarbimist kaugemates külades.

Mõned geoloogid väidavad, et nafta ja gaas moodustuvad tänapäeval peaaegu kõikjal süsinikdioksiidist, mis siseneb veega maasse. Hüdraulilise purustamise ("frakkimise") kasutamine hävitab aga looduslikud kohad, kuhu nafta ja gaas võivad koguneda. Kui see vastab tõele, siis saab väikest kogust nafta ja gaasi (kümme korda vähem kui praegu) peaaegu kõikjal kaevandada, ilma et see kahjustaks süsiniku geokeemilist ringlust, kuid süsivesinike eksport tähendab tuleviku äravõtmist.

Mitmekesisus loodusvarad maailmas tähendab, et jätkusuutlik elektritootmine nõuab kombinatsiooni erinevaid tehnoloogiaid kohalikele tingimustele kohaldatav. Igal juhul ei saa piiramatul hulgal energiat Maalt nii keskkonna kui ka ressursside tõttu. Seetõttu asendatakse järgmisel sajandil Maal elektri, terase, nikli ja muude materiaalsete asjade tootmise kasv paratamatult intellektuaalse ja vaimse tootmise kasvuga.

Igor Eduardovitš Shkradyuk

Saada oma hea töö teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Õpilased, kraadiõppurid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http: // www. kõik parim ru /

1. Soojusenergia arendamise väljavaated

Inimkond rahuldab umbes 80% oma energiavajadusest fossiilkütuste abil: nafta, kivisüsi, maagaas. Nende osakaal elektritööstuse bilansis on veidi väiksem - umbes 65% (39% - kivisüsi, 16% - maagaas, 9% - vedelkütus).

Rahvusvahelise Energiaagentuuri prognooside kohaselt kasvab 2020. aastaks koos primaarenergia tarbimise suurenemisega 35%võrra fossiilkütuste osakaal üle 90%.

Tänapäeval rahuldatakse nafta ja maagaasi nõudlus 50-70 aastat. Vaatamata tootmise pidevale kasvule ei ole need perioodid aga viimase 20-30 aasta jooksul vähenenud, vaid kasvavad uute valdkondade avastamise ja tootmistehnoloogiate täiustamise tulemusena. Mis puudutab kivisütt, siis selle taaskasutatavad varud kestavad üle 200 aasta.

Seega ei saa rääkida fossiilkütuste puudusest. Mõte on kasutada neid kõige ratsionaalsemalt, et parandada inimeste elatustaset, säilitades seejuures tingimusteta oma keskkonna. See kehtib täielikult elektritööstuse kohta.

Meie riigis on soojuselektrijaamade peamine kütus maagaas. Lähitulevikus selle osakaal ilmselt väheneb, kuid elektrijaamade absoluutne tarbimine jääb ligikaudu samaks ja üsna suureks. Paljudel põhjustel - mitte alati mõistlik - ei kasutata seda piisavalt tõhusalt.

Maagaasi tarbijad on traditsioonilised auruturbiinide ja koostootmisjaamad, peamiselt aururõhuga 13 ja 24 MPa (nende efektiivsus kondenseerimisrežiimis on 36–41%), aga ka vanad koostootmisjaamad, mille parameetrid on oluliselt madalamad ja kõrged tootmiskulud.

Gaasiturbiinide ja kombineeritud tsükli tehnoloogiate kasutamisel on võimalik oluliselt suurendada gaasi kasutamise efektiivsust.

GTU maksimaalne ühiku võimsus on praeguseks jõudnud 300 MW -ni, efektiivsus juures autonoomne töö-36–38% ja mitme võlliga gaasiturbiinidel, mis põhinevad kõrge rõhu suhtega lennukimootoritel-40% või rohkem, on gaasi algtemperatuur 1300–1500 ° C, tihendussuhe 20–30.

Usaldusväärsuse, soojusenergia efektiivsuse, madalate ühikuhindade ja tegevuskulude praktilise edu tagamiseks on tänapäeval elektrilised gaasiturbiinid konstrueeritud lihtsaima tsükli kohaselt, maksimaalse saavutatava gaasi temperatuuri juures (see pidevalt kasvab), rõhu suhtarvud on optimaalse lähedal need on kombineeritud jaamade spetsiifilise töö ja tõhususe poolest. mis kasutavad turbiini heitgaaside soojust. Kompressor ja turbiin asuvad samal võllil. Turbo-masinad moodustavad integreeritud põlemiskambriga kompaktse ploki: rõngakujulised või plokk-rõngakujulised. Kõrge temperatuuri ja rõhu tsoon on lokaliseeritud väikeses ruumis, neid vastuvõtvate osade arv on väike ja need osad ise on hoolikalt välja töötatud. Need põhimõtted on mitmeaastase disaini arengu tulemus.

Enamik GTU-d võimsusega alla 25–30 MW luuakse õhusõidukite või laevade gaasiturbiinmootorite (GTE) baasil või tüüpi, mida iseloomustab horisontaalsete pistikute puudumine ning korpuste ja rootorite kokkupanek. vertikaalsete pistikute kasutamine, veerelaagrite laialdane kasutamine, väike kaal ja mõõtmed. Maapealsete ja elektrijaamade käitamiseks vajalikud kasutusiga ja kättesaadavuse näitajad on lennukikonstruktsioonides ette nähtud vastuvõetavate kuludega.

Võimsusega üle 50 MW on GTU mõeldud spetsiaalselt elektrijaamade jaoks ning seda teostatakse ühevõllisena, mõõduka surveastmega ja piisavalt kõrge heitgaasitemperatuuriga, mis hõlbustab nende soojuse kasutamist. Suuruse ja maksumuse vähendamiseks ning efektiivsuse suurendamiseks tehakse 50–80 MW võimsusega GTU-sid kui kiirkäigukasti, millel on käigukasti kaudu käivitatud elektrigeneraator. Tavaliselt on sellised gaasiturbiinid aerodünaamiliselt ja struktuurilt sarnased võimsamatele agregaatidele, mis on ette nähtud elektrigeneraatorite otseseks käitamiseks pöörlemiskiirusega 3600 ja 3000 p / min. See simulatsioon parandab töökindlust ning vähendab arendus- ja kasutuselevõtukulusid.

Tsükliõhk on gaasiturbiiniseadme peamine jahutusvedelik. Õhujahutussüsteemid on rakendatud düüsi- ja rootorilabades, kasutades tehnoloogiaid, mis tagavad nõutavad omadused vastuvõetava hinnaga. Auru või vee kasutamine turbiinide jahutamiseks võib parandada sama tsükli parameetritega GTU ja STU jõudlust või suurendada gaaside algtemperatuuriga võrreldes õhku veelgi. Kuigi nende jahutusvedelikega jahutussüsteemide kasutamise tehnilised alused pole kaugeltki nii üksikasjalikud kui õhu puhul, on nende rakendamine muutumas praktiliseks probleemiks.

Gaasiturbiinitehas on omandanud maagaasi "madala toksilisusega" põlemise. See on kõige tõhusam põlemiskambrites, mis töötavad eelnevalt valmistatud homogeense gaasisegu ja suure õhu (a = 2-2,1) õhu ülejäägiga ning ühtlase ja suhteliselt madala (1500–1550 ° C) põleti temperatuuriga. Sellise põlemiskorralduse korral võib NOX-i moodustumist normaaltingimustes piirata 20-50 mg / m3 (standardina viitavad need 15% hapnikku sisaldavatele põlemisproduktidele), millel on kõrge põlemisprotsess (CO kontsentratsioon)<50 мг/м3). Проблема заключается в сохранении устойчивости горения и близких к оптимальным условий горения при изменениях режимов. С разной эффективностью это достигается ступенчатой подачей топлива (включением/отключением тех или иных горелок или зон горения), регулированием расхода поступающего на горение воздуха и дежурным диффузионным факелом небольшой мощности.

Sarnast "madala toksilisusega" põletamise tehnoloogiat vedelkütusel on palju keerulisem reprodutseerida. Siiski on ka siin teatud edu.

Statsionaarsete gaasiturbiinide arengu seisukohalt on suur tähtsus materjalide ja vormimistehnoloogiate valikul, mis tagavad nende osade pika tööea, töökindluse ja mõõdukad kulud.

Turbiini ja põlemiskambri osad, mida pestakse kõrge temperatuuriga gaasidega, mis sisaldavad komponente, mis võivad põhjustada oksüdeerumist või korrosiooni, ning kogevad suurt mehaanilist ja termilist pinget, on valmistatud keerukatest legeeritud niklipõhistest sulamitest. Terad on intensiivselt jahutatud ja valmistatud keerukate siseteedega, kasutades täpset valamismeetodit, mis võimaldab kasutada materjale ja saada osade kuju, mis on võimatu teiste tehnoloogiatega. Viimastel aastatel on üha enam kasutatud suund- ja üksikristalliseerumisega labade valamist, mis võimaldab märgatavalt parandada nende mehaanilisi omadusi.

Kuumimate osade pinnad on kaitstud katetega, mis takistavad korrosiooni ja alandavad mitteväärismetalli temperatuuri.

Isegi võimsate gaasiturbiinide ja nende abiseadmete lihtsus ja väikesed mõõtmed võimaldavad tehniliselt tarnida neile suuri, tehases valmistatud plokke koos abiseadmete, torujuhtmete ja kaabliühendustega, mis on testitud ja kohandatud normaalseks tööks. Hoonest väljapoole paigaldatuna on korpus (korpus) iga seadme komponent, mis kaitseb seadet halbade ilmastikutingimuste eest ja vähendab müra. Plokid paigaldatakse tasasele alusele ja dokitakse. Katte all olev ruum on ventileeritud.

Venemaa elektritööstusel on pikaajaline, kuigi mitmetähenduslik kogemus gaasiturbiinseadme käitamisel, mille võimsus on 2,5 kuni 100 MW. Heaks näiteks on gaasiturbiini koostootmine, mis on töötanud Jakutski karmides kliimatingimustes enam kui 25 aastat, isoleeritud ebaühtlase koormusega elektrisüsteemis.

Praegu töötavad gaasiturbiinid Venemaa elektrijaamades, mis on oma parameetrite ja näitajate poolest märgatavalt halvemad kui välismaised. Kaasaegsete jõugaasiturbiinide loomiseks on soovitav ühendada lennutehnoloogial põhinevad energeetika- ja lennukimootorite ettevõtete jõupingutused.

110 MW elektrijaam on juba toodetud ja seda katsetatakse, seda on tootnud kaitseettevõtted Mash-project (Nikolaev, Ukraina) ja Saturn (Rybinsk Motors), millel on üsna kaasaegne jõudlus.

Õhusõidukite või laevamootorite baasil on riigis loodud erineva suurusega keskmise võimsusega gaasiturbiinid. Mitmed üksused GTD-16 ja GTD-25 "Mashinproekt", GTU-12 ja GTU-16P Permist "Aviadvigatel", AL-31ST "Saturn" ja NK-36 "NK Engines" kompressorjaamad peamistest gaasijuhtmetest. Aastaid on seal tegutsenud sadu varasemaid Trudi (nüüd NK Engines) ja Mashproekti ettevõtete GTU -sid. 12 MW Mashproekt GTU elektrijaamades on rikkalik ja üldiselt positiivne kogemus, mis oli võimsama PT-15 aluseks.

Kaasaegsetes suure võimsusega gaasiturbiinitehastes on turbiini heitgaaside temperatuur 550–640 ° C. Nende soojust saab kasutada soojusvarustuseks või aurutsüklis, suurendades kombineeritud auru-gaasijaama efektiivsust kuni 55–58%, mis saadakse praegu. Gaasiturbiini ja auruturbiini tsüklite erinevad kombinatsioonid on võimalikud ja praktiliselt rakendatavad. Nende hulgas domineerivad binaarsed, kusjuures kogu soojust tarnitakse GTU põlemiskambrisse, kõrge parameetriga auru tootmine GTU taga asuvas heitsoojuskatlas ja selle kasutamine auruturbiinis.

Meie riigi esimene binaarset tüüpi PTU on tegutsenud Peterburi Loode-TPP juures umbes 2 aastat. Selle võimsus on 450 MW. CCGT-üksus sisaldab kahte Siemensi arendatud V94.2 gaasiturbiini, mida tarnib ühisettevõte koos LMZ, Interturbo, 2 heitsoojuse katla ja ühe auruturbiiniga. ACG ploki tarnimist CCGT üksusele teostas lääne ettevõtete konsortsium. Kõik ülejäänud põhi- ja abiseadmed tarniti kodumaiste ettevõtete poolt.

01.09.02 töötas CCGT-seade kondenseerimisrežiimis 7200 tundi, töötades samal ajal režiimis reguleerimispiirkonnas (300–450 MW) keskmise kasuteguriga 48–49%; selle arvutuslik efektiivsus on 51%.

Sarnases kodumaise GTE-110-ga CCGT-seadmes on võimalik saavutada isegi veidi suurem efektiivsus.

Veelgi suurem efektiivsus, nagu võib näha samast tabelist, tagab praegu kavandatud GTE-180 kasutamise.

Praegu projekteeritud GTUde abil on võimalik saavutada oluliselt kõrgemaid näitajaid mitte ainult uusehituses, vaid ka olemasolevate TPPde tehnilise ümberehituse korral. On oluline, et tehnilise ümberseadistamisega, säilitades infrastruktuuri ja märkimisväärse osa seadmetest ning rakendades neile binaarsed CCGT-seadmed, on võimalik saavutada optimaalsele lähedased efektiivsusväärtused, suurendades oluliselt elektrijaamade võimsus.

Auru kogus, mida saab tekitada GTE-180 taha paigaldatud heitsoojuskatlas, on lähedane K-300 auruturbiini ühe heitgaasi läbilaskevõimele. Sõltuvalt relvastuse ajal säilitatud heitgaaside arvust on võimalik kasutada 1,2 või 3 GTE-180. Vältimaks heitgaaside ülekoormamist madalatel ümbritsevatel temperatuuridel, on soovitav kasutada aurusektsiooni kolmeahelalist skeemi koos auru uuesti soojendamisega, mille korral saavutatakse CCGT-seadme suurem võimsus madalama auruvoolu korral kondensaatorisse.

Hoides kõiki kolme heitgaasi, paigutatakse kahe naaberjõuseadme elementi umbes 800 MW võimsusega CCGT: üks auruturbiin jääb alles ja teine ​​demonteeritakse.

CCGT tsükli nende ümberehituste konkreetsed kulud on 1,5 korda või rohkem odavamad kui uusehitused.

Sarnased lahendused on soovitatavad gaasi ja kütuse GRES-i ümberehitamisel võimsusega 150 ja 200 MW. Vähem võimsat GTE-110 saab nende peal laialdaselt kasutada.

Majanduslikel põhjustel vajavad koostootmisjaamad esiteks tehnilist ümberehitamist. Nende jaoks võimaldavad seda tüüpi kõige atraktiivsemad binaarsed CCGT-seadmed, nagu näiteks Peterburi Loode-TPP-s, dramaatiliselt suurendada soojuse tarbimiseks elektrienergia tootmist ning muuta elektri- ja soojuskoormuse suhet laiades piirides. säilitades üldise kõrge kütusekulu teguri. Severo-Zapadnaja koostootmisjaamas töötatud moodulit: GTU-heitsoojuskatel, mis toodab 240 t / h auru, saab otse kasutada turbiinide PT-60, PT-80 ja T-100 toiteks.

Kui nende väljalaskeavad on täis koormatud, on auru massivool nende turbiinide esimestel etappidel oluliselt madalam kui nominaalne ja seda on võimalik läbida CCGT-450-le iseloomuliku vähendatud rõhu korral. See, samuti elava auru temperatuuri langus alla 500–510 ° C, eemaldab küsimuse nende turbiinide ressursside ammendumisest. Kuigi sellega kaasneb auruturbiinide võimsuse vähenemine, suureneb seadme koguvõimsus enam kui kahekordseks ja selle elektritootmise efektiivsus, olenemata režiimist (soojusvarustus), on oluliselt kõrgem kui parimatel kondensatsioonimootorid.

Selline näitajate muutus mõjutab radikaalselt koostootmisjaamade tõhusust. Elektri ja soojuse tootmise kogukulud vähenevad ning koostootmisjaamade konkurentsivõime mõlemat tüüpi toodete turgudel - nagu näitavad rahalised ja majanduslikud arvutused - suureneb.

Elektrijaamades, mille kütusebilansis on suur osa kütteõlist või kivisöest, kuid on ka maagaasi, piisavas koguses gaasiturbiiniseadme toiteks, võivad olla soovitatavad termodünaamiliselt vähem tõhusad gaasiturbiinide pealisehitised.

Kodumaise soojusenergiatööstuse jaoks on kõige olulisem majanduslik ülesanne maailmas juba saavutatud parameetrite ja näitajatega gaasiturbiinseadmete väljatöötamine ja laialdane kasutamine. Kõige olulisem teaduslik ülesanne on tagada nende gaasiturbiinide projekteerimine, tootmine ja edukas töö.

Muidugi on veel palju võimalusi GTU ja CCGT üksuste edasiarendamiseks ning nende jõudluse suurendamiseks. Välismaal on välja töötatud 60% efektiivsusega kesksed vastaspooled ja ülesanne on seda lähitulevikus suurendada 61,5–62% -ni. Selleks kasutatakse tsüklilise õhu asemel gaasiturbiiniseadmes jahutina auru ning viiakse läbi gaasiturbiini ja aurutsüklite tihedam integreerimine.

Veelgi suuremad võimalused avanevad "hübriidsete" rajatiste loomisega, kus gaasiturbiin (või CCGT) on ehitatud kütuseelemendi peale.

Gaasiturbiini ja aurutsükli soojusallikatena kasutatakse kõrge temperatuuriga kütuseelemente, tahkeoksiidi või sulakarbonaatide baasil. Konkreetsete projektide võimsusega umbes 20 MW - peamiselt Ameerika Ühendriikides - on arvutatud kasutegur 70%.

Need seadmed on ette nähtud töötama maagaasil koos sisemise reformeriga. Loomulikult on võimalik neid kasutada sünteesgaasil või söe gaasistamisel saadud puhtal vesinikul ning luua komplekse, milles kivisöe töötlemine on integreeritud tehnoloogilisse tsüklisse.

Olemasolevad programmid seadsid ülesandeks suurendada hübriidjaamade võimsust tulevikus 300 MW ja rohkem ning nende efektiivsust - kuni 75% maagaasil ja 60% söel.

Elektritööstuse tähtsuselt teine ​​kütus on kivisüsi. Venemaal asuvad kõige produktiivsemad söemaardlad - Kuznetsk ja Kansko -Achinsk - Kesk -Siberi lõunaosas. Nende ladestuste söed on madala väävlisisaldusega. Nende kaevandamise hind on madal. Siiski on nende rakendusala piiratud raudteetranspordi kõrge hinna tõttu. Venemaa Euroopa osas, Uuralites ja Kaug-Idas ületavad transpordikulud Kuznetski kivisöe kaevandamise kulusid 1,5–2,5 korda ja Kanski – Achinski söe kaevandamise kulusid 5,5–7,0 korda.

Venemaa Euroopa osas kaevandatakse kivisütt kaevandusmeetodil. Põhimõtteliselt on need Petserimaa kivisüsi, Lõuna -Donbassi antratsiidid (energeetika spetsialistid saavad oma sõeluuringud - shtyb) ja Moskva piirkonna pruunsöed. Kõik need on kõrge tuhasisaldusega ja väävlisisaldusega. Looduslike tingimuste (geoloogilised või kliimatingimused) osas on nende tootmiskulud kõrged ning elektrijaamades kasutamisel on raske tagada konkurentsivõimet, eriti seoses keskkonnanõuete paratamatu karmistamise ja aurusöeturu arendamisega Venemaal .

Praegu kasutavad TPP -d kivisütt, mille kvaliteet erineb suuresti: üle 25% nende kogutarbimisest on tuhasisaldus üle 40%; 18,8% - kütteväärtus alla 3000 kcal / kg; 6,8 miljonit tonni kivisütt - väävlisisaldus üle 3,0%. Söe ballastkogus on kokku 55 miljonit tonni aastas, sealhulgas kivim - 27,9 miljonit tonni ja niiskus - 27,1 miljonit tonni.Selle tulemusel on väga oluline aurusöe ​​kvaliteedi parandamine.

Venemaa elektritööstuses söe kasutamise väljavaate määrab riiklik maagaasi ja söe hinnapoliitika. Viimastel aastatel on olnud absurdne olukord, kui gaas on paljudes Venemaa piirkondades odavam kui kivisüsi. Võib arvata, et gaasihinnad kasvavad kiiremini ja muutuvad mõne aasta pärast kivisöe hindadest kõrgemaks.

Kuznetski ja Kansk-Achinski söe kasutamise laiendamiseks on soovitatav luua nende raudteetranspordile soodustingimused ja töötada välja alternatiivsed meetodid kivisöe transportimiseks: vee kaudu, torujuhtmete kaudu, rikastatud olekus jne.

Strateegilistel põhjustel on Venemaa Euroopa osas vaja säilitada teatud koguse parima kvaliteediga ja kõige produktiivsemate kaevanduste tootmine, isegi kui selleks on vaja riiklikke toetusi.

Söe kasutamine elektrijaamades tavapärastes aurujõuseadmetes on täna majanduslikult tasuv ja lähitulevikus tõhus. gaasiturbiinide elektritööstus Venemaa söe

Venemaal põletatakse kivisütt 150, 200, 300, 500 ja 800 MW võimsusega kondensaatjaamades ning kuni 1000 t / h katlaga soojuselektrijaamades.

Hoolimata söe madalast kvaliteedist ja nende omaduste ebastabiilsusest tarnimise ajal, saavutati kodumaiste söeplokkide peal varsti pärast nende väljatöötamist kõrged tehnilised, majanduslikud ja operatiivsed näitajad.

Suured katlad kasutavad söetolmu põletamist, peamiselt tahke tuha eemaldamisega. Mehaaniline alapõlemine ei ületa reeglina kivisöe põletamisel 1-1,5% ja 0,5% - pruunsütt. See tõuseb q4 -ni<4% при использовании низко реакционных тощих углей и антрацитового штыба в котлах с жидким шлакоудалением. Расчетные значения КПД брутто пылеугольных котлов составляют 90-92,5%. При длительной эксплуатации они на 1-2% ниже из-за увеличенных присосов воздуха в газовый тракт, загрязнения и шлакования поверхностей нагрева, ухудшения качества угля. Имеются реальные возможности значительного улучшения КПД котлов.

Viimastel aastatel on söeplokid töötanud vahelduvas režiimis sügava mahalaadimise või üleöö seiskamisega. Suur, peaaegu nominaalne efektiivsus jääb neile mahalaadimisel kuni N3JI = 0,4 - = - 0,5 NH0M.

Keskkonnakaitse osas on olukord hullem. Vene söeküttel töötavatel elektrijaamadel ei ole suitsugaaside väävlitustamiseks operatsioonisüsteeme ega katalüsaatoreid NOX eemaldamiseks. Tuha kogumiseks paigaldatud elektrostaatilised sadestid ei ole piisavalt tõhusad; Katelde puhul, mille võimsus on kuni 640 t / h, kasutatakse laialdaselt erinevaid, veelgi vähem efektiivseid tsükloneid ja märgaparaate.

Soojusenergeetika tuleviku jaoks on selle ühtlustamine keskkonnaga ülimalt tähtis. Seda on kõige raskem saavutada, kui kütusena kasutatakse kivisütt, mis sisaldab mittesüttivat mineraalosa ja väävli, lämmastiku ja muude elementide orgaanilisi ühendeid, mis moodustavad pärast söe põletamist loodusele, inimestele või struktuuridele kahjulikke aineid.

Kohalikul ja piirkondlikul tasandil on peamised õhusaasteained, mille heitkoguseid reguleeritakse, väävli ja lämmastiku gaasilised oksiidid ning tahked osakesed (tuhk). Nende piiramine nõuab erilist tähelepanu ja kulusid.

Ühel või teisel viisil kontrollitakse ka lenduvate orgaaniliste ühendite (kõige tõsisemad saasteained, eelkõige bensopüreen), raskmetallide (näiteks elavhõbe, vanaadium, nikkel) ja reostunud reovee heitmeid veekogudesse.

Soojuselektrijaamade heitkoguste normimisel piirab riik neid tasemele, mis ei põhjusta pöördumatuid muutusi keskkonnas ega inimeste tervises, mis võivad negatiivselt mõjutada praeguste ja tulevaste põlvkondade elutingimusi. Selle taseme määramine on seotud paljude ebakindlustega ja sõltub suurel määral tehnilistest ja majanduslikest võimalustest ebamõistlikult ranged nõuded võivad suurendada kulusid ja halvendada riigi majanduslikku olukorda.

Tehnoloogia arengu ja majanduse tugevnemisega laienevad võimalused elektrijaamade heitkoguste vähendamiseks. Seetõttu on õigustatud rääkida (ja püüelda!) TPPde tehniliselt ja majanduslikult mõeldavale minimaalsele keskkonnale avaldatavale mõjule ning seda teha kõrgemate kuludega, kuid need, mille puhul TPP -de konkurentsivõime on endiselt tagatud. Midagi sarnast tehakse praegu paljudes arenenud riikides.

Tuleme aga tagasi traditsiooniliste söeküttel töötavate elektrijaamade juurde.

Loomulikult tuleks kõigepealt kasutada suhteliselt odavaid meisterdatud ja tõhusaid elektri- ja kangafiltreid atmosfääri eralduvate suitsugaaside radikaalseks eemaldamiseks. Venemaa energeetikasektorile omaseid probleeme elektrostaatiliste sadestitega saab kõrvaldada, optimeerides nende suurust ja disaini, täiustades elektrisüsteeme, mis kasutavad eelionisatsiooni ja vahelduvaid, vahelduvaid või impulssvooluallikaid, ning automatiseerides filtri töö juhtimist. Paljudel juhtudel on soovitatav vähendada elektrostaatilisse sadestusseadmesse sisenevate gaaside temperatuuri.

Lämmastikoksiidide atmosfääriheite vähendamiseks kasutatakse eelkõige tehnoloogilisi meetmeid. Need seisnevad põlemisprotsessi mõjutamises, muutes põletite ja põletusseadmete konstruktsiooni ja töörežiime ning luues tingimused, mille korral lämmastikoksiidide moodustumine on väike või võimatu.

Katelde, mis töötavad Kansk-Achinski söel, et vähendada lämmastikoksiidide teket, on soovitav kasutada tõestatud madala temperatuuriga põlemise põhimõtet. Kolme kütusevarustuse etapi korral on aktiivse põlemistsooni õhu üleliigne suhe 1,0-1,05. Oksüdandi liig selles tsoonis intensiivse massiülekande juuresolekul tagab madala räbu. Nii et osa õhu väljatõmbamine aktiivsest põlemistsoonist ei tõsta gaaside temperatuuri selle mahus, tarnitakse põletile asenduskogus ringlusgaase. Sellise põlemiskorraldusega on võimalik jõuallika nimikoormusel lämmastikoksiidide kontsentratsiooni vähendada 200-250 mg / m3-ni.

Lämmastikoksiidide heitkoguste vähendamiseks töötab SibVTI välja süsteemi söetolmu kuumutamiseks enne põlemist, mis vähendab NOX heitkoguseid alla 200 mg / m3.

Kuznetski kivisöe kasutamisel 300–500 MW ühikutel tuleks NOX-i tekke vähendamiseks kasutada madala toksilisusega põletit ja kütuse järkjärgulist põletamist. Nende meetmete kombinatsioon võib põhjustada NOX heitkoguseid<350 мг/м3.

Eriti raske on vähendada NOX-i teket madala reaktsioonivõimega kütuse (ASh ja Kuznetskiy lean) põletamisel vedela põhjatuha eemaldamisega kateldes. Praegu on selliste katelde NOX kontsentratsioon 1200-1500 mg / m3. Kui elektrijaamades on maagaasi saadaval, on soovitav korraldada kolmeastmeline põlemine koos NOX-i vähendamisega ahju ülemises osas (rebenenimisprotsess). Sellisel juhul käitatakse põhipõletid õhu üleliigse õhu suhtega = 1,0–1,1 ja redutseerimisala loomiseks antakse ahju koos kuivatusainega maagaas. See põlemisskeem võib anda NOX kontsentratsiooni kuni 500-700 mg / m3.

Lämmastikoksiidide eemaldamiseks suitsugaasidest kasutatakse keemilisi meetodeid. Tööstuses kasutatakse kahte lämmastiku puhastamise tehnoloogiat: selektiivne mittekatalüütiline redutseerimine (SNCR) ja lämmastikoksiidide selektiivne katalüütiline redutseerimine (SCR).

SCR -tehnoloogia suurema efektiivsuse korral on selle spetsiifilised kapitalikulud suurusjärgu võrra suuremad kui SNCR -i puhul. Vastupidi, redutseerija, kõige sagedamini ammoniaagi, tarbimine SCR-tehnoloogiaga on 2–3 korda väiksem ammoniaagi kasutamise selektiivsuse tõttu võrreldes SNCR-iga.

SNKV-tehnoloogiat, mida on katsetatud Togliatti koostootmisjaama võimsusega 420 t / h, saab kasutada vedela räbu eemaldamisega töötavate kateldega söeküttel töötavate elektrijaamade tehnilises ümberehitamises. See tagab nende NOx heitkoguste taseme 300-350 mg / m3. Ökoloogiliselt stressirohketes piirkondades saab kasutada SCR -tehnoloogiat, et saavutada NOX heitkoguseid umbes 200 mg / m3. Kõigil juhtudel tuleks lämmastiku puhastamise kasutamisele eelneda tehnoloogilised meetmed NOX moodustumise vähendamiseks.

Praegu omandatud tehnoloogiate abil on võimalik majanduslikult puhastada väävelkütuse põlemisprodukte 95–97% SO2 kogumisega. Sel juhul kasutatakse sorbendina tavaliselt looduslikku lubjakivi; kaubanduslik kips on puhastamise kõrvalsaadus.

Meie riigis, Dorogobuzhskaya GRESis, töötati välja ja kasutati tööstuslikult käitist võimsusega 500–103 nm3 / h, mis rakendab ammoniaagi-sulfaadi väävlitustamise tehnoloogiat, mille sorbent on ammoniaak, ja kõrvalsaadus on kaubanduslik ammooniumsulfaat, mis on väärtuslik väetis.

Praeguste Venemaa standardite kohaselt on vähendatud väävlisisaldusega S> 0,15% kg / MJ kütuse kasutamisel vajalik sidumine 90-95% SO2. Madala ja keskmise väävlisisaldusega kütuse S põletamisel< 0,05% кг/МДж целесообразно использовать менее капиталоемкие технологии.

Söeküttel töötavate elektrijaamade tõhususe suurendamise peamisteks suundadeks peetakse praegu järgmist:

auru parameetrite tõus võrreldes omandatud 24 MPa, 540/540 ° С, samal ajal täiustades aurujaamade seadmeid ja süsteeme;

paljulubavate söeküttel töötavate CCGT üksuste arendamine ja täiustamine;

suitsugaaside puhastussüsteemide täiustamine ja arendamine.

Skeemide ja seadmete igakülgne täiustamine võimaldas auruparameetreid muutmata suurendada ülekriitiliste söeküttel töötavate jõuallikate efektiivsust umbes 40-lt 43-43,5% -le. Parameetrite suurendamine 24 MPa 545/540 ° C -lt 29 MPa -le, 600/620 ° C suurendab söepõhiste projektide tõhusust umbes 47%-ni. Suurte (600–800 MW) seadmetega elektrijaamade kallinemine kallimate materjalide (näiteks austeniitsete ülekuumenditorude) kasutamise tõttu kõrgemate parameetrite korral on suhteliselt väike. See on 2,5%, efektiivsus suureneb 43 -lt 45% -le ja 5,5 -lt 47% -le. Kuid isegi see hinnatõus tasub end väga kõrgete söehindade juures ära.

Eelmise sajandi keskel Ameerika Ühendriikides ja NSV Liidus alustatud tööd ülikriitiliste auruparameetrite kallal on viimastel aastatel Jaapanis ja Lääne -Euroopa riikides kõrge energiahinnaga kommertsialiseeritud.

Taanis ja Jaapanis on ehitatud jõuseadmed võimsusega 380–1050 MW, aurusauruga 24–30 MPa ja ülekuumenemisega kuni 580–610 ° C ning need töötavad edukalt söel. Nende hulgas on plokke, mille kahekordne kuumutamine on kuni 580 ° С. Jaapani parimate agregaatide kasutegur on 45-46% tasemel, Taani omad, mis töötavad külma tsirkuleeriva veega koos sügava vaakumiga, on 2-3% kõrgemad.

Saksamaal on ehitatud pruunsöe jõuallikaid võimsusega 800-1000 MW auru parameetritega kuni 27 MPa, 580/600 ° C ja kasuteguriga kuni 45%.

Meie riigis korraldatud ülikriitiliste auruparameetritega (30 MPa, 600/600 ° C) jõuallikaga töötamine kinnitas reaalsust luua selline 300–525 MW võimsusega seade, mille kasutegur on umbes 46%. järgnevatel aastatel.

Tõhusust ei suurendata mitte ainult auru parameetrite suurendamisega (nende panus on umbes 5%), vaid ka suuremal määral tänu turbiini (4,5%) ja katla (2,5%) kasuteguri suurenemisele. jaama seadmete täiustamine koos tema tööle iseloomulike kahjude vähenemisega.

Meie riigis saadaolev mahajäämus keskendus aurutemperatuurile 650 ° C ja austeniitseteraste laialdasele kasutamisele. Selliste parameetritega väike katel, mille aururõhk on 30,0 MPa, on VTI katselises koostootmisjaamas töötanud alates 1949. aastast üle 200 tuhande tunni. See on töökorras ning seda saab kasutada uurimistöödel ja pikaajalistes katsetes. SKR-100 jõuallikas Kashirskaja SDPP-s koos 720 t / h katla ja 30 MPa / 650 ° C turbiiniga

töötas 1969. aastal üle 30 tuhande tunni. Pärast tegevuse lõpetamist põhjustel, mis ei olnud seotud selle varustusega, mullitati see. 1955. aastal töötas K. Rakov VTI -s välja võimalused 30 MPa / 700 ° C auruparameetritega katla loomiseks.

Austeniitseteraste kasutamine, millel on kõrge lineaarne paisumistegur ja madal soojusjuhtivus, massiivsete kuumutamata osade tootmisel: auruliinid, rootorid ja turbiini korpused ja liitmikud põhjustavad ilmseid raskusi elektriseadmetele vältimatute tsükliliste koormuste korral. Seda silmas pidades võivad niklipõhised sulamid, mis võivad töötada oluliselt kõrgematel temperatuuridel, olla praktilisemad.

Nii et USA -s, kus pärast pikka pausi on jätkatud tööd, mille eesmärk on auru ülikriitiliste parameetrite kehtestamine, keskenduvad nad peamiselt selleks vajalike materjalide väljatöötamisele ja katsetamisele.

Osade jaoks, mis töötavad kõrgeimal rõhul ja temperatuuril: ülekuumendustorud, kollektorid, peamised aurutorud, on valitud mitu niklipõhist sulamit. Kuumutusraja jaoks, kus rõhud on oluliselt madalamad, arvestatakse ka austeniitseterastega ning temperatuuridel alla 650 ° C - paljulubavaid ferriitt terasid.

2003. aasta jooksul on kavas välja selgitada täiustatud sulamid, tootmisprotsessid ja katmismeetodid, mis tagavad elektrikatelde töö aurutemperatuuril kuni 760 ° C, võttes arvesse iseloomulikke pühkimisi, temperatuurimuutusi ja võimalikku korrosiooni reaalse söe keskkonnas põlemisproduktid.

Samuti on kavas kohandada ASME arvutusstandardeid uute materjalide ja protsesside jaoks ning kaaluda seadmete disaini ja toimimist aurutemperatuuril kuni 870 ° C ja rõhul kuni 35 MPa.

Euroopa Liidu riikides töötatakse ühisrahastuse alusel välja täiustatud söeküttel töötav jõuallikas, mille maksimaalne aurutemperatuur on üle 700 ° C, suure energia- ja masinaehitusettevõtete grupi osalusel. Selle jaoks aktsepteeritakse elava auru parameetreid

37,5 MPa / 700 ° C ja tsükkel kahekordse kuumutamisega kuni 720 ° C rõhul 12 ja 2,35 MPa. Rõhul kondensaatoris 1,5-2,1 kPa peaks sellise seadme efektiivsus olema üle 50% ja võib ulatuda 53-54% -ni. Ja siin on materjalid kriitilised. Nende eesmärk on tagada pikaajaline tugevus 100 tuhande tunni jooksul, mis on võrdne 100 MPa temperatuuridel:

niklipõhised sulamid ülekuumendite, väljalaskeava, aurutorustike, korpuste ja turbiinrootorite viimaste kimpude torude jaoks - 750 ° C;

austeniitsed terased ülekuumendajatele - 700 ° C;

ferriit -martensiitterased katlatorudele ja kollektoritele - 650 ° С.

Töötatakse välja uusi katelde ja turbiinide konstruktsioone, tootmistehnoloogiaid (näiteks keevitamine) ja uusi lähedasi paigutusi, et vähendada vajadust kõige kallimate materjalide järele ja seadmete ühikuhinda, vähendamata seejuures kaasaegsetele tüüpilisi töökindlust ja jõudlusnäitajaid auru jõuallikad.

Seadme kasutuselevõtt on kavandatud pärast 2010. aastat ja lõppeesmärk veel 20 aasta pärast on saavutada netotõhusus kuni 55% aurutemperatuuril kuni 800 ° C.

Vaatamata juba saavutatud edule ja olemasolevatele väljavaadetele aurujõuseadmete edasiseks täiustamiseks on kombineeritud jaamade termodünaamilised eelised nii suured, et pööratakse suurt tähelepanu söeküttel töötavate CCGT-seadmete arendamisele.

Kuna tuhka sisaldava kütuse põletamine gaasiturbiiniseadmes on keeruline turbiinide vooluteele ladestumise ja nende osade korrosiooni tõttu, tehakse söega gaasiturbiinides kasutamise tööd peamiselt kahes juhised:

gaasistamine rõhu all, põleva gaasi puhastamine ja selle põletamine gaasiturbiiniseadmes; gaasistamisseade on integreeritud CCGT -seadmega, mille tsükkel ja skeem on samad kui maagaasil;

kivisöe otsene põletamine rõhu all kõrgsurve keevkiht aurugeneraatoris, põlemisproduktide puhastamine ja laiendamine gaasiturbiinis.

Kivisöe tuhast ja väävliühenditest tehisgaasi gaasistamise ja puhastamise protsesside rakendamine kõrge rõhu all võimaldab suurendada nende intensiivsust, vähendada seadmete suurust ja maksumust. Gaasistamisel eemaldatud soojus kasutatakse CCGT tsükli raames ning sealt võetakse ka gaasistamisel kasutatud auru ja vett ning mõnikord ka õhku. Söe gaasistamisest ja generaatorgaasi puhastamisest tulenevad kahjud vähendavad CCGT -seadme tõhusust. Sellegipoolest võib ratsionaalse disaini korral see olla üsna kõrge.

Kõige arenenumad ja praktiliselt rakendatavad kivisöe gaasistamise tehnoloogiad puistekihis, keevkihis ja ojas. Oksüdeerijana kasutatakse hapnikku, harvemini õhku. Tööstuslikult välja töötatud tehnoloogiate kasutamine sünteesgaasi puhastamiseks väävliühenditest nõuab gaasi jahutamist temperatuurini 40 ° C, millega kaasnevad täiendavad rõhu- ja jõudluskaod. Gaasi jahutus- ja puhastussüsteemide maksumus on 15-20% TPP kogumaksumusest. Praegu arendatakse aktiivselt kõrge temperatuuriga (kuni 540-600 ° C) gaasipuhastustehnoloogiaid, mis vähendavad süsteemide maksumust ja lihtsustavad nende tööd, samuti vähendavad puhastamisega kaasnevaid kadusid. Olenemata gaasistamistehnoloogiast kantakse 98–99% söeenergiast põlevgaasi.

Aastatel 1987-91. NSV Liidus töötasid riikliku programmi "Keskkonnasõbralik energia" raames VTI ja CKTI koos projekteerimisinstituutidega üksikasjalikult välja mitu söe gaasistamisega CCGT -seadet.

Seadmete ühikvõimsus (neto) oli 250–650 MW. Kõiki kolme ülalnimetatud gaasistamistehnoloogiat käsitleti seoses kõige tavalisemate söega: Berezovski pruun, Kuznetski kivi ja tuhk, mis on koostiselt ja omadustelt väga erinevad. Saavutati efektiivsus 39–45% ja väga head keskkonnatoimet. Üldiselt olid need projektid tolleaegse maailmatasemega kooskõlas. Välismaal on sarnaseid CCGT-seadmeid juba rakendatud 250–300 MW ühikvõimsusega näidismudelitel ning kodumaised projektid lõpetati 10 aastat tagasi.

Sellest hoolimata pakuvad gaasistamistehnoloogiad meie riigile huvi. Eelkõige jätkavad nad VTI -s

eksperimentaalne töö gaasistamistehases, kasutades “kolde” meetodit (lahtise kihi ja vedela räbu eemaldamisega) ning CCGT skeemide optimeerimise uuringud.

Võttes arvesse mõõdukat väävlisisaldust kõige lootustandvamates söesüttes ning traditsiooniliste pulbrilise söega töötavate jõuseadmete, millega need CCGT-seadmed peavad konkureerima, majandus- ja keskkonnaalaste näitajate osas saavutatud edu, on nende arengu peamised põhjused järgmised: võimalus saavutada suurem termiline efektiivsus ja vähem raskusi tsüklist CO2 eemaldamisel, kui see on vajalik (vt allpool). Pidades silmas CCGT-seadme gaasistamise keerukust ning selle arendamise ja arendamise kõrgeid kulusid, on soovitatav võtta CCGT-seadme efektiivsus 52–55%, ühiku maksumus 1–1,05 maksumusest. söeplokk, SO2 ja NOX heitkogused.< 20 мг/м3 и частиц не более 10 мг/м3. Для достижения их необходимо дальнейшее развитие элементов и систем ПГУ.

Põlevgaasi temperatuuri alandamine gaasiseadme väljalaskeavas 900–1000 ° C, puhastamine väävliühenditest ja osakestest ning suunamine kõrgendatud temperatuuril (näiteks 500–540 ° C) GTU põlemiskambrisse kus torustikke ja liitmikke saab valmistada odavast terasest), kasutades pigem õhku kui hapnikuõhku, vähendades gaasistamissüsteemi gaas-õhukanalis rõhku ja soojuskadusid ning kasutades selle sees suletud soojusvahetusahelaid, on võimalik gaasistamisega seotud jõudluse vähenemine 16-20-lt 10-12% -ni ja oluliselt vähendada energiatarbimist oma vajaduste järgi.

Välismaal läbi viidud projektid näitavad ka söe gaasistamisega CCGT -ga töötavate elektrijaamade ühikuhindade olulist vähenemist koos tootlikkuse ja seadmete ühiku võimsuse suurenemisega, samuti tehnoloogia arenguga.

Teine võimalus on CCGT -seade söe põletamisega keevkihis rõhu all. Vajaliku õhu varustab voodisse gaasiturbiini kompressor rõhuga 1-1,5 MPa, põlemisproduktid paisuvad pärast tuhast puhastamist ja kaasamist gaasiturbiinis ning teevad kasulikku tööd. Voodis eralduv soojus ja turbiini heitgaaside soojus kasutatakse aurutsüklis.

Protsessi läbiviimine rõhu all, säilitades samal ajal kõik söe põletamisele iseloomulikud eelised keevkihis, võib oluliselt suurendada aurugeneraatorite ühiku võimsust ja vähendada nende mõõtmeid kivisöe ja väävli sidumise täielikuma põlemisega.

KSD -ga CCGT -seadme eelised on erinevat tüüpi söe täielik (kasutegur> 99%) põlemine, kõrged soojusülekandetegurid ja väikesed küttepinnad, madalad (kuni 850 ° C) põlemistemperatuurid ja sellest tulenevalt väike (alla 200 mg / m3) NOX heide, räbu ei teki, võimalus lisada kihile sorbent (lubjakivi, dolomiit) ja siduda see 90–95% kivisöes sisalduvast väävlist.

Kõrge kasutegur (40–42% kondenseerimisrežiimis) saavutatakse CCGT-seadmes, mille KSD on mõõdukas võimsuses (umbes 100 MW el.) Ja alamkriitilised auruparameetrid.

Katla väiksuse ja väävlitustamise puudumise tõttu on CCGT -seadme KSD -ga hõivatud ala väike. Nende seadmete ja moodulkonstruktsioonide võimalik plokkide täielik tarnimine, vähendades nende kulusid ja tingimusi.

Venemaa jaoks on KSD-ga CCGT-d paljutõotavad ennekõike söeküttel töötavate koostootmisseadmete tehniliseks ümberseadistamiseks suletud piirkondades, kus on raske leida vajalikke keskkonnakaitseseadmeid. Vanade katelde asendamine HSG -dega GTU -dega parandab oluliselt ka nende koostootmisjaamade tõhusust ja suurendab nende elektrilist võimsust 20%.

VTI -s töötati kodumaiste seadmete põhjal välja mitu standardsuurusega CCGT -d koos KSD -ga.

Soodsates majandustingimustes saaks selliseid CCGT -üksusi meie riigis lühikese aja jooksul rakendada.

CCGT -tehnoloogia koos KSD -ga on elektrienergia inseneridele lihtsam ja tuttavam kui gaasistamisjaamad, mis on keerukas keemiatööstus. Võimalikud on mõlema tehnoloogia erinevad kombinatsioonid. Nende eesmärk on lihtsustada gaasistamis- ja gaasipuhastussüsteeme ning vähendada neile iseloomulikke kadusid ühelt poolt ning tõsta gaaside temperatuuri turbiini ees ja gaasiturbiini võimsust skeemidel, mille teisel poolel on KSD.

Avalikkuse mõningane piiramine ning ekspertide ja valitsuste arvamuste kajastamine söe laia ja pikaajalise kasutamise väljavaadete hindamisel on seotud süsinikdioksiidi heitkoguste suurenemisega atmosfääri ja kardab, et need heitkogused võivad põhjustada globaalseid kliimamuutusi. katastroofilised tagajärjed.

Arutelu nende hirmude tugevuse üle (neid ei jaga paljud pädevad spetsialistid) pole käesoleva artikli teema.

Kuid isegi kui need osutuvad õigeks, on 40–60 aasta pärast, kui seda nõutakse, või isegi varem, on üsna realistlik luua konkurentsivõimelised elektritootjad (või energiatehnoloogiaettevõtted), mis töötavad söega, mille atmosfääriheide on tühine .

Juba täna on elektri ja soojuse koostootmise ning TPP tõhususe suurendamisega võimalik märkimisväärselt vähendada süsinikdioksiidiheidete, eriti söeküttel töötavate elektrijaamade CO2 heitkoguseid atmosfääri.

Kasutades juba omandatud protsesse ja seadmeid, on võimalik projekteerida CCGT -seade koos söe gaasistamisega, СО + Н2О muundamisega Н2О ja СО2 ning СО2 eemaldamisega sünteesgaasist.

Projektis kasutati Siemens GTU U94.3A, mille algtemperatuur oli vastavalt ISO standardile 1190 ° C, gaasistust PRENFLO (in-line, Pittsburghi kivisöe kuival tolmul ja hapniku plahvatusel), vahetusreaktorit ja eemaldamist happelised gaasid: H2S, COS ja CO2 Lurgi ettevõtte Rectisol süsteemi.

Süsteemi eelisteks on seadmete väike suurus CO2 eemaldamise protsesside läbiviimiseks kõrge (2 MPa) rõhu, kõrge osarõhu ja CO2 kontsentratsiooni korral. Umbes 90% CO2 eemaldatakse majanduslikel põhjustel.

Esmase CCGT-seadme efektiivsus väheneb CO2 eemaldamisel tänu eksergia kadumisele CO eksotermilisel muundamisel (2,5–5%), täiendavale energiakaotusele CO2 eraldamise ajal (1%) ja põlemisproduktide tarbimise vähenemine gaasiturbiini ja katla kaudu, utiliit pärast СО2 eraldamist (1%).

Seadmete lülitamine süsinikdioksiidi muundamiseks ja süsinikdioksiidi eemaldamiseks tsüklist ahelasse suurendab CCFT ühikukulu GF -ga 20%. CO2 vedeldamine lisab veel 20%. Elektri hind tõuseb vastavalt 20 ja 50%.

Nagu eespool mainitud, näitavad sise- ja välismaised uuringud võimalust, et söe gaasistamisega kaasnevate CCGT -seadmete tõhusus suureneb veelgi - kuni 50–53% - ja sellest tulenevalt nende muudatused CO2 eemaldamisega.

USA-s asuv EPRI edendab söega töötavate jõukomplekside loomist, mis on konkurentsivõimelised maagaasi kasutavate soojuselektrijaamadega. Soovitatav on need ehitada etapiviisiliselt, et vähendada algkapitaliinvesteeringuid ja neid kiiremini tagasi teenida, täites samal ajal kehtivaid keskkonnanõudeid.

Esimene etapp: paljutõotav keskkonnasõbralik GF -ga CCGT -seade.

Teine etapp: CO2 eemaldamise ja transportimise süsteemi juurutamine.

Kolmas etapp: vesiniku või puhta transpordikütuse tootmise korraldamine.

On palju radikaalsemaid ettepanekuid. In uurib näiteks söeküttel töötavat elektrijaama, mille heitkogused on "nullid". Selle tehnoloogiline tsükkel on järgmine. Esimene samm on söe-vesisuspensiooni gaasistamine vesiniku lisamisega ning CH4 ja H2O saamine. Söetuhk eemaldatakse gaasist, aur ja gaasisegu puhastatakse.

Teises etapis seob gaasilisse olekusse läinud süsiniku süsinikdioksiidi kujul kaltsiumoksiid reformeris, kus tarnitakse ka puhastatud vett. Selles moodustunud vesinikku kasutatakse hüdrogaasistamisprotsessis ja see tarnitakse pärast peent puhastamist tahke oksiidkütuseelemendile elektri tootmiseks.

Kolmandas etapis kaltsineeritakse reformimisseadmes moodustunud CaCO3, kasutades kütuseelemendis eralduvat soojust ning moodustades edasiseks töötlemiseks sobiva CaO ja kontsentreeritud CO2.

Neljas samm on vesiniku keemilise energia muundamine elektrienergiaks ja soojuseks, mis suunatakse tagasi tsüklisse.

Süsinikdioksiid eemaldatakse tsüklist ja mineraliseeritakse selliste mineraalide, näiteks magneesiumsilikaadi karboniseerimisprotsessis, mis on oma olemuselt üldlevinud kogustes, mis on suurusjärgus suuremad kui söevarud. Karboniseerimise lõppsaadusi saab kõrvaldada ammendatud kaevandustes.

Sellises süsteemis söe elektrienergiaks muundamise efektiivsus on umbes 70%. Kui süsinikdioksiidi eemaldamise kogukulu on 15-20 USA dollarit tonni kohta, suureneks see elektrikulu umbes 0,01 USA dollari / kWh võrra.

Kaalutud tehnoloogiad on veel kauge tuleviku küsimus.

Tänapäeval on säästva arengu tagamiseks kõige olulisem meede majanduslikult tasuv energiasääst. Tootmise valdkonnas seostatakse seda energia muundamise efektiivsuse suurenemisega (meie puhul soojuselektrijaamades) ja sünergeetiliste tehnoloogiate kasutamisega, s.t. mitut liiki toodete kombineeritud tootmine ühes käitises, midagi energiatehnoloogia sarnast, meie riigis populaarne 40-50 aastat tagasi. Loomulikult viiakse see nüüd läbi erineval tehnilisel alusel.

Selliste käitiste esimene näide oli CCGT koos õlijääkide gaasistamisega, mida juba kasutatakse kaubanduslikel tingimustel. Nende kütus on nafta rafineerimistehaste jäätmed (näiteks koks või asfalt) ning toodeteks on elekter, protsessiaur ja -soojus, rafineerimistehases kasutatav väävel ja vesinik.

Kaugküte koos elektri ja soojuse kombineeritud tootmisega, mis on meie riigis laialt levinud, on sisuliselt energiasäästlik sünergiline tehnoloogia ja väärib selles mahus palju rohkem tähelepanu, kui sellele praegu osutatakse.

Riigis valitsevatel „turutingimustel” on vananenud seadmetega ja optimaalselt koormamata auruturbiinide koostootmisjaamades elektri ja soojuse tootmise kulud paljudel juhtudel liiga suured ega taga nende konkurentsivõimet.

Seda sätet ei tohiks mingil juhul kasutada elektri ja soojuse koostootmise põhimõtteliselt hea idee läbivaatamiseks. Loomulikult ei lahenda küsimust kulude ümberjaotamine elektri ja soojuse vahel, mille põhimõtteid on meie riigis aastaid viljatult arutatud. Kuid koostootmisjaamade ja soojusvarustussüsteemide majandust tervikuna saab oluliselt parandada, täiustades tehnoloogiaid (binaarsed gaasiküttel töötavad CCGT-seadmed, söeküttel töötavad CCGT-seadmed, eelsoojustatud soojustorustikud, automaatika jne), organisatsioonilisi ja struktuurilisi muudatusi ja valitsuse reguleerivad meetmed. Neid on eriti vaja nii külma ja pika kütteperioodiga riigis nagu meil.

Huvitav on võrrelda omavahel erinevaid soojus- ja elektritehnoloogiaid. Venemaa kogemus, nii digitaalne (hinnakujundus) kui ka metoodiline, ei anna alust sellisteks võrdlusteks ning selles suunas tehtud katsed ei ole piisavalt veenvad. Ühel või teisel viisil peate meelitama välismaiseid allikaid.

Paljude organisatsioonide arvutused, mis viidi läbi ilma esialgsete andmete kooskõlastamiseta nii meie riigis kui ka välismaal, näitavad, et ilma maagaasi ja kivisöe hinnasuhte radikaalse muutuseta, mis on nüüd välismaal arenenud (gaas soojusühiku kohta on umbes kaks korda kallim kui kivisüsi), jäävad kaasaegsed CCGT-seadmed konkurentsivõimeliseks. eelised söekütteseadmete ees. Et see muutuks, peab nende hindade suhe tõusma ~ 4 -ni.

Aastal tehti huvitav prognoos tehnoloogia arenguks. See näitab näiteks, et kütteõli aurujõuseadmete kasutamist prognoositakse aastani 2025 ja gaasielektrijaamu - aastani 2035; CCGT kasutamine söe gaasistamisel - alates 2025. aastast ja gaasiküttel kütuseelementide kasutamine - alates 2035. aastast; Maagaasiga töötavaid CCGT -seadmeid hakatakse kasutama pärast 2100. aastat, süsinikdioksiidi eraldumist alustatakse pärast 2025. aastat ja söe gaasistamisega CCGT -seadmetes pärast 2055.

Selliste prognooside ebakindluse tõttu juhivad nad tähelepanu pikaajaliste energiaprobleemide olemusele ja võimalikele lahendustele.

Teaduse ja tehnoloogia arenguga, mis toimub meie ajal, muutuvad soojuselektrijaamades toimuvad protsessid üha intensiivsemaks ja keerukamaks. Lähenemine nende optimeerimisele muutub. See viiakse läbi mitte tehniliste, see oli varem, vaid vastavalt turunõudeid kajastavatele majanduslikele kriteeriumidele, mis muutuvad ja nõuavad soojuse ja elektrirajatiste suuremat paindlikkust, nende võimet kohaneda muutuvate tingimustega. Elektrijaamade projekteerimine üle 30 aasta peaaegu muutumatuna on nüüd võimatu.

Liberaliseerimine ja turusuhete sissetoomine elektritööstuses on viimastel aastatel põhjustanud tõsiseid muutusi soojus- ja elektritehnoloogiates, omandistruktuuris ja energiaehituse rahastamise meetodites. Ilmusid kaubanduslikud elektrijaamad, mis tegutsevad elektriturul. Selliste elektrijaamade valiku ja disaini lähenemisviisid on traditsioonilistest väga erinevad. Sageli ei ole võimsate CCGT-agregaatidega varustatud kaubanduslikele elektrijaamadele sõlmitud lepinguid, mis tagavad aastaringselt gaaskütuse katkematu tarnimise, ning nad peavad sõlmima tagatiseta lepingud mitme gaasitarnijaga või varuma kallima vedelkütusega, suurendades TPP ühiku maksumus 4-5%.

Kuna 65% baas- ja poolpikendusega elektrijaamade olelusringikuludest on seotud kütuse maksumusega, on nende tõhususe suurendamine kõige olulisem ülesanne. Selle asjakohasus on täna isegi suurenenud, võttes arvesse vajadust vähendada eriheitmeid atmosfääri.

Turutingimustes on suurenenud nõuded elektrijaamade töökindlusele ja kättesaadavusele, mida praegu hinnatakse kaubanduslikust seisukohast: valmisolek on vajalik siis, kui elektrijaamade töö on nõudlik, ning puudumine erinevatel aegadel on oluliselt erinev.

Keskkonnanõuete järgimine ning kohalike omavalitsuste ja avalikkuse toetus on hädavajalik.

Üldiselt on soovitatav suurendada võimsust tippkoormuse perioodidel, isegi kui see saavutatakse tõhususe mõningase halvenemise hinnaga.

Eriliselt kaalutakse meetmeid, mis tagavad TPPde töökindluse ja valmisoleku. Selleks arvutatakse projekteerimisetapis MTBF ja keskmine taastumisaeg ning hinnatakse kättesaadavuse parandamise võimalike viiside kaubanduslikku tõhusust. Suurt tähelepanu pööratakse

seadmete ja komponentide tarnijate täiustamine ja kvaliteedikontroll ning elektrijaamade projekteerimisel ja ehitamisel, samuti hoolduse ja remondi tehnilised ja korralduslikud aspektid.

Paljudel juhtudel on jõuseadmete sunnitud väljalülitamise põhjuseks nende seadmete abiseadmete talitlushäired. Seda silmas pidades kogub populaarsust kogu TPP hooldamise kontseptsioon.

Teine oluline areng oli kaubamärgiga teenuste levik. Sellega seotud lepingud näevad ette töövõtja garantiid jooksva, keskmise ja suure remondi teostamiseks kindlaksmääratud aja jooksul; tööd teostab ja juhendab kvalifitseeritud personal, vajadusel tehases; varuosade probleem on leevendatud jne. Kõik see suurendab oluliselt hüdroelektrijaamade kättesaadavust ja vähendab nende omanike riske.

Viisteist või kakskümmend aastat tagasi oli meie riigi elektritööstus võib -olla kõige moodsamal tasemel, välja arvatud gaasiturbiinid ja automaatikasüsteemid. Aktiivselt töötati välja uusi tehnoloogiaid ja seadmeid, mis tehnilisel tasemel ei jäänud välismaistele alla. Tööstusprojektid põhinesid võimsate tööstusharude ning akadeemiliste asutuste ja ülikoolide uuringutel.

Viimase 10–12 aasta jooksul on elektritööstuse ja elektrimasinate ehitamise potentsiaal suures osas kadunud. Uute elektrijaamade ja täiustatud seadmete arendamine ja ehitamine on praktiliselt lõppenud. Harvad erandid on gaasiturbiinide GTE-110 ja GTE-180 ning automatiseeritud protsessijuhtimissüsteemi KVINT ja Kosmotronic arendamine, mis on muutunud oluliseks sammuks edasi, kuid pole praegust tühimikku kõrvaldanud.

Tänapäeval, arvestades seadmete füüsilist halvenemist ja vananemist, vajab Venemaa elektritööstus hädasti uuendamist. Kahjuks puuduvad praegu majanduslikud tingimused aktiivseks energiainvesteeringuks. Selliste tingimuste tekkimisel lähiaastatel saavad kodumaised teadus- ja tehnikaorganisatsioonid - välja arvatud harvad erandid - arendada ja toota elektritööstusele vajalikke täiustatud seadmeid.

Loomulikult seostatakse selle tootmise arendamisega tootjate jaoks suuri kulusid ja kasutamist - enne kogemuste kogumist - elektrijaamade omanikele teadaoleva riskiga.

Nende kulude ja riskide kompenseerimiseks tuleb otsida allikat, kuna on selge, et ainulaadsete energiaseadmete omatoodang vastab riigi riiklikele huvidele.

Energeetikatööstus ise saab ise palju ära teha, arendades oma toodete eksporti, luues seeläbi kogumeid oma tehniliseks ja kvaliteedi parandamiseks. Viimane on pikaajalise stabiilsuse ja õitsengu jaoks hädavajalik.

Sarnased dokumendid

Termilise auruturbiini, kondensatsiooni ja gaasiturbiini elektrijaamade tööpõhimõte. Aurukatla klassifikatsioon: parameetrid ja märgistus. Reaktiiv- ja mitmeastmeliste turbiinide peamised omadused. Soojusjaamade keskkonnaprobleemid.

kursusetöö, lisatud 24.06.2009


Väikese ja keskmise võimsusega gaasiturbiinide rakendusvaldkonnad ja töökindluse näitajad. Gaasiturbiinijaamade tööpõhimõte, nende konstruktsioon ja kirjeldus Braytoni / Joule'i termodünaamilise tsükli järgi. Gaasiturbiinide elektrijaamade tüübid ja peamised eelised.

abstraktne, lisatud 14.08.2012


Erinevat tüüpi elektrijaamade omadused. Kondensaatsoojus-, kütte-, tuuma-, diisel-, hüdro- ja tuuleelektrijaamade, gaasiturbiinijaamade ehitus. Pinge reguleerimine ja võimsusreservi kompenseerimine.

kursustöö, lisatud 10.10.2013


Elektritööstuse tähtsus Vene Föderatsiooni majanduses, selle teema ja arengusuunad, peamised probleemid ja väljavaated. Suurimate soojus- ja tuuma-, hüdroelektrijaamade, SRÜ riikide ühtse energiasüsteemi üldised omadused.

test, lisatud 01.03.2011


Söe koostis, klassifikatsioon. Tuha- ja räbutooted ning nende koostis. Kuznetski aurusüttide tuha- ja räbumaterjalide elementide sisu. Söe struktuur ja struktuur. Makromolekuli struktuuriüksus. Vajadus, termilise söe sügava demineraliseerimise meetodid.

abstraktne, lisatud 02.05.2011


Soojusenergeetika arengu algus. Kütuse siseenergia muundamine mehaaniliseks energiaks. Tööstustoodangu teke ja areng 17. sajandi alguses. Aurumasin ja selle tööpõhimõte. Kahetoimeline aurumasina töö.

abstraktne, lisatud 21.06.2012


Auruturbiinijaama kui kaasaegsete soojus- ja tuumaelektrijaamade põhiseadmete iseloomustus. Selle termodünaamiline tsükkel, töö käigus toimuvad protsessid. STU tsükli tõhususe suurendamise viisid. Auruturbiinide ehitamise väljavaated Venemaal.

abstraktne, lisatud 29.01.2012


Elektrienergia tootmise protsesside kirjeldus termokondensatsioonijaamades, gaasiturbiinijaamades ning soojuse ja elektri koostootmisjaamades. Hüdro- ja elektrijaamade ehituse uurimine. Maasoojus ja tuuleenergia.

abstraktne, lisatud 25.10.2013


Elektri tootmine. Peamised elektrijaamade tüübid. Soojus- ja tuumaelektrijaamade mõju keskkonnale. Kaasaegsete hüdroelektrijaamade ehitamine. Loodete jaamade väärikus. Elektrijaamade tüüpide protsent.

esitlus lisatud 23.03.2015


Numbriline uuring mini-soojuselektrijaama kondensatsiooniseadme energiatõhusa töö kohta erinevates soojusvahetuse tingimustes keskkonnaga. Elektrijaamade töö üldise sõltuvuse arvestamine erinevate orgaaniliste tööainete kasutamisest.