Problemi i izgledi razvoja energije. Toplinska energija Napredne tehnologije energije ugljena

Natrag naprijed

Pažnja! Pregled slajdova služi samo u informativne svrhe i ne mora predstavljati sve mogućnosti prezentacije. Ako si zainteresiran ovaj posao preuzmite punu verziju.

Prezentacija je dodatni materijal lekcijama o energetskom razvoju. Energija bilo koje zemlje temelj je za razvoj proizvodnih snaga, stvaranje materijalno -tehničke baze društva. Prezentacija odražava probleme i perspektive svih vrsta energije, obećavajućih (novih) vrsta energije, koristi iskustvo muzejske pedagogije, samostalan rad učenika na pretraživanju (rad s časopisom "Japan danas"), kreativni rad učenika (plakati ). Prezentacija se može koristiti na satovima geografije u 9. i 10. razredu, u izvannastavnim aktivnostima (izborna nastava, izborni predmeti), u održavanju Tjedna geografije "22. travnja - Dan planete Zemlje", na satovima ekologije i biologije "Globalni problemi čovječanstva. Problem sirovina i energije ”.

U svom radu koristio sam metodu problemskog učenja koja se sastojala u stvaranju problemskih situacija pred učenicima i njihovom rješavanju u procesu zajedničkih aktivnosti učenika i nastavnika. Istodobno, maksimalna neovisnost učenika uzeta je u obzir pod općim vodstvom učitelja koji vodi aktivnosti učenika.

Učenje na temelju problema omogućuje ne samo formiranje potrebnog sustava znanja, sposobnosti i vještina među studentima, postizanje visoke razine razvoja školaraca, već, što je posebno važno, omogućuje oblikovanje posebnog stila mentalne aktivnosti, istraživanja aktivnost i samostalnost učenika. Prilikom rada s ovom prezentacijom studentima se prikazuje stvarni smjer - istraživačke aktivnosti školaraca.

Industrija ujedinjuje skupinu industrija koje se bave vađenjem i transportom goriva, proizvodnjom energije i prijenosom do potrošača.

Prirodni resursi koji se koriste za proizvodnju energije su izvori goriva, hidro resursi, nuklearna energija, kao i alternativne vrste energije. Položaj većine industrija ovisi o razvoju električne energije. Naša zemlja ima ogromne rezerve goriva - energetskih izvora... Rusija je bila, jest i bit će jedna od vodećih energetskih sila u svijetu. I to ne samo zato što zemlja sadrži 12% svjetskih rezervi ugljena, 13% nafte i 36% svjetskih rezervi prirodnog plina, koje su dovoljne za potpuno podmirivanje vlastitih potreba i za izvoz u susjedne države. Rusija je postala jedna od vodećih svjetskih energetskih sila, prvenstveno zahvaljujući stvaranju jedinstvenog proizvodnog, znanstvenog, tehničkog i kadrovskog potencijala kompleksa goriva i energije.

Problem sirovina

Mineralni resursi- primarni izvor, početna osnova ljudske civilizacije u gotovo svim fazama njenog razvoja:

- Minerali goriva;
- rudni minerali;
- Nemetalni minerali.

Trenutna stopa potrošnje energije raste eksponencijalno. Čak i ako uzmemo u obzir da će se stopa rasta potrošnje električne energije donekle smanjiti zbog poboljšanja tehnologija za uštedu energije, rezerve električne sirovine trajat će najviše 100 godina. Međutim, situaciju pogoršava nesklad između strukture rezervi i potrošnje organskih sirovina. Dakle, 80% rezervi fosilnih goriva čine ugljen, a samo 20% nafta i plin, dok 8/10 moderne potrošnje energije čine nafta i plin.

Slijedom toga, vremenski okvir se dodatno sužava. Međutim, samo se danas čovječanstvo oslobađa ideoloških ideja koje su praktički beskrajne. Mineralni resursi su ograničeni, gotovo nezamjenjivi.

Problem energije.

Danas se svjetska energetska industrija temelji na izvorima energije:

- zapaljivi minerali;
- Zapaljivi organski minerali;
- Energija rijeka. Netradicionalni oblici energije;
- Energija atoma.

S trenutnom stopom rasta cijena zemljinih goriva, problem korištenja obnovljivih izvora energije postaje sve hitniji i karakterizira energetsku i ekonomsku neovisnost države.

Prednosti i nedostaci TE.

Prednosti TPP -a:

1. Cijena električne energije u hidroelektranama je vrlo niska;
2. Generatori hidroelektrana mogu se prilično brzo uključivati ​​i isključivati ​​ovisno o potrošnji energije;
3. Nema zagađenja zraka.

Nedostaci TPP -a:

1. Izgradnja hidroelektrane može biti dugotrajnija i skuplja od drugih izvora energije;
2. Rezervoari mogu pokriti velika područja;
3. Brane mogu oštetiti ribolov blokirajući put do mrijestilišta.

Prednosti i nedostaci hidroelektrana.

Prednosti hidroelektrana:
- Grade se brzo i jeftino;
- Rade u stalnom načinu rada;
- nalaze se gotovo posvuda;
- Prevalencija termoelektrana u energetskom sektoru Ruske Federacije.

Nedostaci hidroelektrana:

- Potrošite puno goriva;
- Zahtijeva dugo zaustavljanje tijekom popravaka;
- U atmosferi se gubi mnogo topline, u atmosferu se ispušta puno krutih i štetnih plinova;
- Glavni zagađivači okoliša.

U strukturi proizvodnje električne energije u svijetu prvo mjesto pripadaju termoelektranama (TE) - njihov udio iznosi 62%.
Alternativa fosilnim gorivima i obnovljivim izvorima energije je hidroenergija. Hidroelektrana (HE)- elektrana koja koristi energiju protoka vode kao izvor energije. Hidroelektrane se obično grade na rijekama s branama i akumulacijama. Hidroenergija je proizvodnja električne energije korištenjem obnovljivih riječnih, plime i oseke, geotermalnih izvora vode. Korištenje obnovljivih izvora vode podrazumijeva upravljanje poplavama, jačanje korita rijeka, prijenos vodnih resursa na područja koja pate od suše, očuvanje podzemnih voda.
Međutim, i ovdje je izvor energije prilično ozbiljno ograničen. To je zbog činjenice da su velike rijeke u pravilu daleko od industrijskih središta ili se njihov kapacitet gotovo u potpunosti koristi. Tako hidroenergija, koja trenutno osigurava oko 10% svjetske proizvodnje energije, neće moći značajno povećati tu brojku.

Problemi i izgledi nuklearnih elektrana

U Rusiji udio nuklearne energije doseže 12%. Rezerve miniranog urana u Rusiji imaju električni potencijal od 15 bilijuna kubičnih metara. kWh, to je onoliko koliko sve naše elektrane mogu proizvesti u 35 godina. Danas samo nuklearna energija
sposoban za oštro i za kratkoročno oslabiti fenomen efekta staklenika. Sigurnost NPP -a hitan je problem. 2000. godina označila je početak prijelaza na temeljno nove pristupe standardizaciji i osiguravanju radijacijske sigurnosti nuklearnih elektrana.
Tijekom 40 godina razvoja nuklearne energije u svijetu izgrađeno je oko 400 energetskih jedinica u 26 zemalja svijeta. Glavne prednosti nuklearne energije su visoka krajnja isplativost i odsutnost emisija produkata izgaranja u atmosferu; glavni nedostaci su potencijalna opasnost od radioaktivnog onečišćenja okoliša proizvodima fisije nuklearnog goriva u nesreći i problem ponovne obrade nuklearno gorivo.

Nekonvencionalno (alternativna energija)

1. Sunčeva energija... Ovo je korištenje sunčevog zračenja za generiranje energije u nekom obliku. Solarna energija koristi obnovljivi izvor energije i u budućnosti može postati ekološki prihvatljiva.

Prednosti solarne energije:

- opća dostupnost i neiscrpnost izvora;
- U teoriji, potpuno siguran za okoliš.

Nedostaci solarne energije:

- Protok solarne energije na Zemljinoj površini uvelike ovisi o zemljopisnoj širini i klimi;
- Solarna elektrana ne radi noću i ne radi dovoljno učinkovito u jutarnjim i večernjim sumrakom;
Fotonaponske ćelije sadrže otrovne tvari, na primjer, olovo, kadmij, galij, arsen itd., A njihova proizvodnja troši mnogo drugih opasnih tvari.

2. Snaga vjetra... Ovo je grana energije specijalizirana za korištenje energije vjetra - kinetičke energije zračnih masa u atmosferi. Budući da je energija vjetra posljedica aktivnosti sunca, klasificirana je kao obnovljiva energija.

Izgledi energije vjetra.

Vjetroelektrane su industrija u usponu, jer je krajem 2007. ukupna instalirana snaga svih vjetroagregata iznosila 94,1 gigavata, što je pet puta više od 2000. godine. Vjetroelektrane diljem svijeta 2007. godine proizvele su oko 200 milijardi kWh, što je približno 1,3% globalne potrošnje električne energije. Obalna vjetroelektrana Middelgrunden, u blizini Kopenhagena, Danska. U vrijeme izgradnje bio je najveći na svijetu.

Mogućnosti za implementaciju energije vjetra u Rusiji. U Rusiji su mogućnosti energije vjetra do danas praktički neostvarene. Konzervativni stav prema budućem razvoju kompleksa goriva i energije praktički ometa učinkovito uvođenje energije vjetra, osobito u sjevernim regijama Rusije, kao i u stepskoj zoni Južnog federalnog okruga, a posebno u regiji Volgograd .

3. Termonuklearna energija. Sunce je prirodni fuzijski reaktor. Još je zanimljivija, iako relativno udaljena, mogućnost korištenja energije nuklearne fuzije. Fuzijski reaktori, prema proračunima, trošit će manje goriva po jedinici energije, a i samo gorivo (deuterij, litij, helij-3) i proizvodi njihove sinteze su neradioaktivni i, stoga, ekološki prihvatljivi.

Izgledi za termonuklearnu energiju. Ovo energetsko područje ima veliki potencijal, trenutno u okviru projekta "ITER", u kojemu su u Francuskoj uključene Europa, Kina, Rusija, SAD, Južna Koreja i Japan, u tijeku je izgradnja najvećeg termonuklearnog reaktora čija je svrha podići CTS (Controlled Thermonuclear Fusion) na novu razinu. Završetak izgradnje planiran je za 2010.

4. Biogorivo, bioplin. Biogorivo je gorivo iz bioloških sirovina, dobiveno u pravilu kao rezultat prerade stabljika šećerne trske ili uljane repice, kukuruza, soje. Razlikuje se tekuće biogorivo (za motore s unutarnjim izgaranjem, npr. Etanol, metanol, biodizel) i plinovito (bioplin, vodik).

Vrste biogoriva:

- Biometanol
- Bioetanol
- Biobutanol
- Dimetil eter
- Biodizel
- Bioplin
- Vodik

Trenutno su najrazvijeniji biodizel i vodik.

5. Geotermalna energija. Ispod vulkanskih otoka Japana skrivene su ogromne količine geotermalne energije koja se može iskoristiti vađenjem tople vode i pare. Prednost: Emitira oko 20 puta manje ugljičnog dioksida u proizvodnji električne energije, što smanjuje njegov utjecaj na globalno okruženje.

6. Energija valova, oseka i strujanja. U Japanu su najvažniji izvor energije valne turbine koje pretvaraju okomito kretanje oceanskih valova u tlak zraka koji rotira turbine električnih generatora. Na japanskoj obali instaliran je veliki broj plutača. Ovako se energija oceana koristi za osiguravanje sigurnosti oceanskog transporta.

Ogroman potencijal Sunčeve energije teoretski bi mogao podmiriti sve svjetske potrebe za energijom. No, učinkovitost pretvaranja topline u električnu energiju je samo 10%. To ograničava mogućnosti solarne energije. Temeljne poteškoće nastaju i pri analizi mogućnosti stvaranja generatora velike snage pomoću energije vjetra, oseke i oseke, geotermalne energije, bioplina, biljnog goriva itd. Sve to dovodi do zaključka da su mogućnosti smatranih takozvanih "obnovljivih" i relativno ekološki prihvatljivih izvora energije ograničene, barem u relativno bliskoj budućnosti. Iako učinak njihove uporabe u rješavanju pojedinačnih privatnih problema opskrbe energijom već može biti prilično impresivan.

Naravno, postoji optimizam u pogledu mogućnosti termonuklearne energije i drugih učinkovitih metoda dobivanja energije, koje je znanost intenzivno proučavala, ali na sadašnjoj razini proizvodnje energije. U praktičnom razvoju ovih mogućih izvora trebat će nekoliko desetljeća zbog velikog kapitalnog intenziteta i odgovarajuće inercije u provedbi projekata.

Istraživački rad studenata:

1. Posebno izvješće "Zelena energija" za budućnost: „Japan je svjetski lider u proizvodnji solarne energije. 90% solarne energije proizvedene u Japanu dolazi od solarnih panela u konvencionalnim kućama. Japanska vlada postavila je cilj za 2010. proizvesti približno 4,8 milijuna kWh energije iz solarnih panela. Proizvodnja energije iz biomase u Japanu. Plin metan ispušta se iz kuhinjskog otpada. Ovaj plin pokreće motor koji proizvodi električnu energiju i stvara povoljne uvjete za zaštitu okoliša.

Suvremeni toplinski i energetski sustavi industrijska poduzeća sastoje se od tri dijela o čijoj učinkovitosti interakcije ovise obujam i učinkovitost potrošnje goriva i energetskih resursa. Ovi dijelovi su:

izvori energije, tj. poduzeća koja proizvode potrebne vrste energetskih resursa;

sustavi transporta i raspodjele energetskih resursa među potrošačima. Najčešće su to grijaće i električne mreže; potrošači energetskih izvora.

Svaki od sudionika u sustavu proizvođač - potrošač energetskih resursa ima vlastitu opremu i karakteriziraju ga određeni pokazatelji energetske i termodinamičke učinkovitosti. U ovom slučaju često se javlja situacija kada drugi poravnavaju pokazatelje visoke učinkovitosti nekih sudionika u sustavu, pa se pokazalo da je ukupna učinkovitost sustava toplinske i električne energije niska. Najteža je faza potrošnje energetskih resursa.

Razina korištenja goriva i energetskih resursa u domaćoj industriji ostavlja mnogo želja. Istraživanje poduzeća u petrokemijskoj industriji pokazalo je da stvarna potrošnja energetskih resursa premašuje teoretski potrebne za oko 1,7-2,6 puta, tj. ciljano korištenje energetskih resursa iznosi oko 43% stvarnih troškova proizvodnih tehnologija. Ova se situacija primjećuje u poduzećima kemijske, gumeno-tehničke, prehrambene i industrije, gdje se sekundarni toplinski resursi koriste nedovoljno ili neučinkovito.

Toplinski tokovi tekućina koji se ne koriste u industrijskom toplinskom inženjerstvu i toplinskim sustavima poduzeća uglavnom su (t< 90 0 С) и газов (t< 150 0 С) (см. табл. 1.8).

Trenutno su poznati prilično učinkoviti dizajni koji omogućuju korištenje topline takvih parametara izravno u industrijskom objektu. U vezi s povećanjem cijena energenata, raste interes za njih, uspostavlja se proizvodnja izmjenjivača topline i uporabnih toplinskih transformatora, što nam omogućuje da se nadamo poboljšanju u bliskoj budućnosti korištenjem ovakvih OIE u industriji .

Kako pokazuju izračuni učinkovitosti mjera za uštedu energije, svaka jedinica toplinske energije (1 J, 1 kcal) daje pet puta jednaku uštedu prirodnog goriva. U onim slučajevima kada je bilo moguće pronaći najuspješnija rješenja, uštede u prirodnom gorivu dosegle su deset puta.

Glavni razlog za to je nepostojanje međufaza proizvodnje, obogaćivanja, transformacije, transporta energetskih izvora goriva kako bi se osigurala količina uštedenih energetskih resursa. Kapitalna ulaganja u mjere uštede energije 2-3 su puta niža od potrebnih kapitalna ulaganja u ekstraktivnoj i srodnoj industriji za dobivanje ekvivalentne količine fosilnog goriva.

U okviru tradicionalno uspostavljenog pristupa, toplinski i energetski sustavi velikih industrijskih potrošača razmatraju se na jedini način - kao izvor energetskih resursa potrebne kvalitete u pravoj količini u skladu sa zahtjevima tehnoloških propisa. Način rada toplinskih i energetskih sustava podložan je uvjetima koje diktira potrošač. Ovaj pristup obično dovodi do pogrešnih izračuna u odabiru opreme i prihvaćanju učinkovita rješenja o organizaciji sustava toplinske tehnike i toplinske energije, tj. do latentne ili očite prekomjerne potrošnje goriva i izvora energije, što prirodno utječe na cijenu proizvoda.

Konkretno, prilično snažan utjecaj na opći pokazatelji na učinkovitost potrošnje energije industrijskih poduzeća utječe sezonalnost. U ljetnom razdoblju obično dolazi do prekomjerne opskrbe VER toplinskom tehnologijom, a istodobno postoje problemi povezani s nedovoljnim volumenom i kvalitetom rashladnih nosača topline zbog povećanja temperature cirkulirajuće vode. U razdoblju niskih temperatura vanjskog zraka, naprotiv, dolazi do prekomjerne potrošnje toplinske energije povezane s povećanjem udjela toplinskih gubitaka kroz vanjske ograde, što je vrlo teško otkriti.

Stoga bi se suvremeni sustavi toplinske energije trebali razvijati ili modernizirati u organskom odnosu s industrijskom toplinskom tehnologijom, uzimajući u obzir vremenske rasporede i načine rada obje jedinice - potrošača hitne pomoći, i jedinica, koje su pak izvori OIE . Glavni zadaci industrijske toplinske energije su:

osiguravanje ravnoteže energetskih resursa potrebnih parametara u bilo kojem vremenskom intervalu za pouzdan i ekonomičan rad pojedinih jedinica i proizvodnog udruženja u cjelini; optimalan izbor nosača energije u smislu termofizičkih i termodinamičkih parametara;

utvrđivanje nomenklature i načina rada pričuvnih i akumulirajućih izvora energetskih resursa, kao i alternativnih potrošača energetskih resursa u razdoblju njihove viška opskrbe; identificiranje rezervi za rast energetske učinkovitosti proizvodnje na sadašnjoj razini tehničkog razvoja iu dalekoj budućnosti.

Čini se da će u budućnosti TE PP biti složen energetsko-tehnološki kompleks u kojem su energetski i tehnološki tokovi usko povezani. Istodobno, potrošači goriva i energetskih izvora mogu biti izvori sekundarne energije za tehnološke instalacije određene proizvodnje, vanjski potrošač ili energetske instalacije za uporabu koje proizvode druge vrste energetskih resursa.

Specifična potrošnja topline za izlaz proizvoda industrijska proizvodnja kreće se od jednog do desetaka gigajoula po toni konačnog proizvoda, ovisno o instaliranom kapacitetu opreme, prirodi tehnološkog procesa, toplinskim gubicima i ujednačenosti rasporeda potrošnje. Istodobno, najatraktivnije su mjere usmjerene na povećanje energetske učinkovitosti postojećih industrija i ne uvođenje značajnih promjena u način rada glavne tehnološke opreme. Najatraktivnija je organizacija zatvorenih sustava opskrbe toplinom zasnovanih na iskoristivim postrojenjima, čija poduzeća imaju veliki udio potrošnje pare i tople vode srednjeg i niskog tlaka.

Većinu poduzeća karakteriziraju značajni gubici topline koja se dovodi u sustav u izmjenjivačima topline koji se hlade cirkulacijskom vodom ili zrakom - u kondenzatorima, hladnjacima, hladnjacima itd. U takvim uvjetima, preporučljivo je organizirati centralizirane i grupne sustave s srednjim nosačem topline kako bi se povratila ispuštena toplina. To će omogućiti povezivanje brojnih izvora i potrošača unutar cijelog poduzeća ili namjenskog odjeljenja i opskrbu tople vode potrebnim parametrima industrijskih i sanitarnih potrošača.

Zatvoreni sustavi opskrbe toplinom jedan su od glavnih elemenata proizvodnih sustava bez otpada. Regeneracija topline niskih parametara i njezina transformacija na potrebnu temperaturnu razinu može vratiti značajan dio energetskih resursa koji se obično ispuštaju u atmosferu izravno ili pomoću sustava za opskrbu recikliranom vodom.

V. tehnološki sustavi koristeći paru i toplu vodu kao nositelje energije, temperatura i tlak isporučene i ispuštene topline u procesima hlađenja su isti. Količina ispuštene topline može čak premašiti količinu topline koja se unosi u sustav, budući da su procesi hlađenja obično popraćeni promjenom agregatnog stanja tvari. U takvim uvjetima moguće je organizirati korištenje centraliziranih ili lokalnih sustava toplinskih crpki, koji omogućuju oporabu do 70% topline potrošene u instalacijama koje troše toplinu.

Takvi su sustavi postali široko rasprostranjeni u Sjedinjenim Državama, Njemačkoj, Japanu i drugim zemljama, ali u našoj zemlji nije se posvećivalo dovoljno pažnje njihovom stvaranju, iako su poznata teorijska dostignuća provedena 30 -ih godina prošlog stoljeća. Trenutno se situacija mijenja i instalacije dizalica topline počinju se uvoditi u sustave opskrbe toplinom za stambene i komunalne djelatnosti i industrijske objekte.

Jedno od najučinkovitijih rješenja je organizacija uporabe rashladnih sustava temeljenih na apsorpcijskim toplinskim transformatorima (ATT). Industrijski rashladni sustavi temelje se na rashladnim jedinicama tipa kompresije pare, a potrošnja električne energije za proizvodnju hladnoće doseže 15-20% ukupne potrošnje u cijelom poduzeću. Apsorpcijski toplinski transformatori kao alternativni izvori rashladne opskrbe imaju nekoliko prednosti, osobito:

niska toplina industrijske vode, dimni plinovi ili ispušna para niskog tlaka mogu se koristiti za pogon ATT-a;

s istim sastavom opreme, ATT je sposoban raditi i u načinu opskrbe hladnom energijom i u načinu rada dizalice topline za oslobađanje topline.

Sustavi opskrbe zrakom i hladnom industrijskog poduzeća nemaju značajan utjecaj na opskrbu vodenim energetskim resursima i mogu se smatrati potrošačima topline u razvoju mjera iskorištavanja.

U budućnosti bismo trebali očekivati ​​pojavu bitno novih industrijskih tehnologija bez otpada stvorenih na temelju zatvorenih proizvodnih ciklusa, kao i značajno povećanje udjela električne energije u strukturi potrošnje energije.

Rast potrošnje električne energije u industriji bit će prije svega povezan s razvojem jeftinih izvora energije - reaktora na brze neutrone, termonuklearnih reaktora itd.

Istodobno, treba očekivati ​​pogoršanje ekološke situacije povezane s globalnim pregrijavanjem planeta zbog intenziviranja „toplinskog onečišćenja“ - povećanja toplinskih emisija u atmosferu.

Kontrolna pitanja i zadatke na temu 1

1. Koje se vrste nosača energije koriste za izvođenje glavnih tehnoloških procesa u odjelu za pirolizu, kao i u fazi odvajanja i odvajanja produkata reakcije u proizvodnji etilena?

2. Opišite ulazne i izlazne dijelove energetske bilance peći za pirolizu. Kako je organizacija grijanja napojne vode utjecala na njih?

3. Opišite strukturu potrošnje energije u proizvodnji izoprena metodom dvostupanjske dehidrogenacije. Koliki je udio potrošnje hladne i reciklirane vode u njoj?

4. Analizirajte strukturu toplinske bilance proizvodnje sintetskog etilnog alkohola metodom izravne hidratacije etilena. Navedite stavke rashoda bilance koji se odnose na gubitke toplinske energije.

5. Objasnite zašto je tehnologija grijanja temeljena na TAC-u klasificirana kao niskotemperaturna.

6. Koje karakteristike omogućuju procjenu ujednačenosti toplinskih opterećenja tijekom cijele godine?

7. Navedite primjere industrijskih tehnologija koje spadaju u drugu skupinu po udjelu potrošnje toplinske energije za vlastite potrebe.

8. Koristeći dnevni raspored potrošnje pare u petrokemijskom pogonu, odredite njegove maksimalne i minimalne vrijednosti i usporedite ih. Opišite mjesečni raspored potrošnje topline petrokemijskog pogona.

9. Što objašnjava neravnine godišnji grafikoni toplinska opterećenja industrijskih poduzeća?

10. Usporedite grafikone godišnjih opterećenja strojarskih poduzeća i kemijskih postrojenja i formulirajte zaključke.

11. Treba li uvijek zapaljivi proizvodni otpad smatrati sekundarnim energetskim resursima?

12. Opišite strukturu potrošnje toplinske energije u industriji, uzimajući u obzir temperaturnu razinu percepcije topline.

13. Objasnite princip određivanja raspoložive količine topline OIE produkata izgaranja koji se šalju u kotlove na otpadnu toplinu.

14. Kolika je ekvivalentna ušteda fosilnih goriva dobivena uštedom jedinice toplinske energije u fazi potrošnje i zašto?

15. Usporedite količine proizvodnje vodenih energetskih resursa u proizvodnji butadiena metodom dvostupanjske dehidrogenacije n-butan i metodom kontaktnog razlaganja alkohola (vidi tablicu. A.1.1).

Tablica P.l.l

Sekundarni izvori energije petrokemijske industrije

Za procjenu izgleda TE, prije svega, potrebno je razumjeti njihove prednosti i nedostatke u usporedbi s drugim izvorima električne energije.

Prednosti uključuju sljedeće.

• 1. Za razliku od hidroelektrana, termoelektrane se mogu razmještati relativno slobodno, uzimajući u obzir korišteno gorivo. Termoelektrane na plinsko ulje mogu se graditi bilo gdje, budući da je transport plina i lož ulja relativno jeftin (u usporedbi s ugljenom). Poželjno je termoelektrane na ugljeni prah smjestiti u blizini izvora vađenja ugljena. Do sada se toplinska energija "ugljena" razvila i ima izražen regionalni karakter.
• 2. Specifični troškovi instalirane snage (troškovi 1 kW instalirane snage) i razdoblje izgradnje za TE su mnogo kraći nego za NE i HE.
• 3. Proizvodnja električne energije u TE, za razliku od hidroelektrana, ne ovisi o sezoni i određena je samo isporukom goriva.
• 4. Područja otuđenja gospodarskog zemljišta za TE znatno su manja nego za NE, i, naravno, ne mogu se usporediti s hidroelektranama čiji utjecaj na okoliš može imati daleko od regionalnog karaktera. Primjeri su kaskade hidroelektrana na rijeci. Volga i Dnjepar.
• 5. U termoelektranama možete sagorjeti gotovo svako gorivo, uključujući ugljen najniže kvalitete, balastiran pepelom, vodom, kamenjem.
• 6. Za razliku od nuklearnih elektrana, nema problema s korištenjem termoelektrana na kraju njihovog vijeka trajanja. U pravilu, infrastruktura TE znatno "nadmašuje" glavnu opremu (kotlove i turbine) instaliranu na njoj, te zgrade, turbinsku halu, vodoopskrbne i opskrbne sustave itd., Koji čine najveći dio sredstava , služe duže vrijeme. Većina termoelektrana izgrađenih više od 80 godina prema planu GOELRO još uvijek radi i nastavit će s radom nakon postavljanja novih, naprednijih turbina i kotlova.

Uz ove prednosti, TE ima i niz nedostataka.

• 1. Termoelektrane su ekološki najprljaviji izvori električne energije, osobito oni koji rade na gorivo s visokim udjelom sumpora. Istina, reći da nuklearne elektrane koje nemaju stalne emisije u atmosferu, ali stvaraju stalnu prijetnju radioaktivnim zagađenjem i imaju problema sa skladištenjem i preradom istrošenog nuklearnog goriva, kao i odlaganjem same nuklearne elektrane nakon isteka radnog vijeka, ili hidroelektrane koje poplave ogromna područja gospodarskog zemljišta i mijenjaju regionalnu klimu, ekološki su "čistije" moguće je samo uz značajan stupanj konvencije.
• 2. Tradicionalne TE imaju relativno nisku učinkovitost (bolju od one u nuklearnoj elektrani, ali mnogo lošiju od one u CCGT jedinici).
• 3. Za razliku od hidroelektrana, termoelektrane gotovo ne sudjeluju u pokrivanju promjenjivog dijela dnevnog rasporeda električnih opterećenja.
• 4. TE su značajno ovisne o opskrbi gorivom, često iz uvoza.

Unatoč svim tim nedostacima, TE su glavni proizvođači električne energije u većini zemalja svijeta i tako će ostati barem sljedećih 50 godina.

Izgledi za izgradnju moćnih kondenzacijskih termoelektrana usko su povezani s vrstom korištenog fosilnog goriva. Unatoč velikim prednostima tekućeg goriva (ulje, lož ulje) kao prijenosnika energije (visoka toplinska vrijednost, jednostavnost transporta), njegova će se upotreba u TE sve više smanjivati, ne samo zbog ograničenih rezervi, već i zbog velike vrijednosti kao sirovina za petrokemijsku industriju. Za Rusiju je značajna i izvozna vrijednost tekućeg goriva (nafte). Stoga će se tekuće gorivo (lož ulje) u TE koristiti ili kao rezervno gorivo u TE na plinsko ulje, ili kao pomoćno gorivo u TE na ugljeni prah, što osigurava stabilno izgaranje ugljene prašine u kotlu pod određenim radnim uvjetima.

Korištenje prirodnog plina u kondenzacijskim parno-turbinskim TE je neracionalno: za to je potrebno koristiti jedinice za iskorištavanje parnog plina, koje se temelje na visokotemperaturnim plinskim turbinskim jedinicama.

Dakle, dugoročni izgledi korištenja klasičnih TE s parnim turbinama u Rusiji i inozemstvu prvenstveno su povezani s korištenjem ugljena, osobito niskokvalitetnog. To, naravno, ne znači prestanak rada termoelektrana na plinsko ulje, koje će postupno zamijeniti parne turbine.

Negativni utjecaji izgradnje na okoliš i društvo velike hidroelektrane natjerati nas da pomno pogledamo njihovo moguće mjesto u elektroenergetskoj industriji budućnosti.

Budućnost hidroenergije

Velike hidroelektrane obavljaju sljedeće funkcije u elektroenergetskom sustavu:

1. proizvodnja energije;
2. brzo usklađivanje proizvodne snage s potrošnjom energije, stabilizacija frekvencije u elektroenergetskom sustavu;
3. akumulacija i skladištenje energije u obliku potencijalne energije vode u gravitacijskom polju Zemlje s pretvaranjem u električnu energiju u bilo kojem trenutku.

Proizvodnja energije i manevri snage mogući su na bilo kojoj HE. A akumulacija energije u razdoblju od nekoliko mjeseci do nekoliko godina (za zimske i sušne godine) zahtijeva stvaranje velikih rezervoara.

Za usporedbu, automobilska baterija od 12 kg, 12 volti i 85 amp-sati može pohraniti 1,02 kilovat-sati (3,67 MJ). Da biste pohranili takvu količinu energije i pretvorili je u električnu energiju u hidrauličkoj jedinici s učinkovitošću od 0,92, morate podići 4 tone (4 kubična metra) vode na visinu od 100 m ili 40 tona vode na visinu od 10 m.

Da bi hidroelektrana kapaciteta samo 1 MW radila na skladištenoj vodi 5 mjeseci godišnje po 6 sati dnevno na uskladištenoj vodi, potrebno je akumulirati na nadmorskoj visini od 100 m, a zatim proći kroz turbinu 3,6 milijuna tona vode. S površinom rezervoara od 1 četvornog kilometra, razina će se smanjiti za 3,6 m. Isti obujam proizvodnje u elektrani na dizel s učinkovitošću od 40% zahtijevat će 324 tone dizelskog goriva. Dakle, u hladnoj klimi, za skladištenje vodene energije za zimu potrebne su visoke brane i veliki rezervoari.

Osim toga, na b O. Na najvećem dijelu teritorija Rusije u zoni vječnog leda zimi se male i srednje rijeke smrzavaju do dna. U tim su krajevima male hidroelektrane zimi beskorisne.

Velike hidroelektrane neizbježno se nalaze na znatnoj udaljenosti od mnogih potrošača, a treba uzeti u obzir i troškove izgradnje dalekovoda te gubitke energije i grijaće žice. Dakle, za Transsibirsku (Shilkinskaya) hidroelektranu, troškovi izgradnje dalekovoda-220 do Transsiba u duljini od samo 195 km (vrlo malo za takvu izgradnju) premašuju 10% svih troškova. Troškovi izgradnje prijenosnih mreža toliko su značajni da u Kini kapacitet vjetroturbina, koje još nisu spojene na mrežu, premašuje kapacitete cijelog energetskog sektora u Rusiji istočno od Bajkalskog jezera.

Stoga izgledi za hidroenergiju ovise o napretku tehnologije i proizvodnje te kolektivnom skladištenju i prijenosu energije.

Energija je vrlo kapitalno intenzivna i stoga konzervativna industrija. Neke elektrane još uvijek rade, osobito hidroelektrane izgrađene početkom dvadesetog stoljeća. Stoga je za procjenu izgleda za pola stoljeća, umjesto volumetrijskih pokazatelja jedne ili druge vrste energije, važnije gledati brzinu napretka u svakoj tehnologiji. Prikladni pokazatelji tehničkog napretka u proizvodnji su učinkovitost (ili postotak gubitaka), jedinični kapacitet jedinica, cijena 1 kilovata proizvodne snage, cijena prijenosa 1 kilovat po 1 km, troškovi skladištenja 1 kilovat-sata dnevno.

Pohrana energije

Skladištenje električna energija je nova industrija u energetskom sektoru. Dugo su ljudi skladištili gorivo (ogrjev, ugljen, zatim naftu i naftne derivate u spremnicima, plin u spremnicima pod tlakom i podzemna skladišta). Tada su se pojavili mehanički uređaji za skladištenje energije (povišena voda, komprimirani zrak, super zamašnjaci itd.), Među njima crpne skladišne ​​elektrane ostaju vodeće.

Izvan područja permafrosta, toplina akumulirana solarnim grijačima vode već se može pumpati pod zemljom za grijanje kuća zimi. Nakon raspada SSSR -a prestali su eksperimenti o korištenju sunčeve toplinske energije za kemijske transformacije.

Poznate kemijske baterije imaju ograničen broj ciklusa pražnjenja. Superkondenzatori imaju mnogo više O. dulji vijek trajanja, ali njihov kapacitet je još uvijek nedovoljan. Akumulatori energije magnetskog polja u supravodljivim zavojnicama vrlo se brzo poboljšavaju.

Do napretka u distribuciji skladištenja energije doći će kada cijena padne na 1 USD po kilovat-satu. To će omogućiti široku uporabu vrsta proizvodnje energije koje nisu sposobne za kontinuirani rad (solarna energija, energija vjetra, plima i oseka).

Alternativna energija

Od tehnologije generiranje sada je najbrža promjena solarne energije. Solarni paneli omogućuju proizvodnju energije u bilo kojoj potrebnoj količini - od punjenja telefona do opskrbe velikih gradova. Energija Sunca na Zemlji je sto puta veća od ostalih vrsta energije zajedno.

Vjetroelektrane su prošle kroz period pada cijena i u fazi su povećanja veličine tornja i proizvodnih kapaciteta. Godine 2012. kapacitet svih vjetroturbina u svijetu premašio je kapacitet svih elektrana u SSSR -u. Međutim, u dvadesetim godinama 21. stoljeća mogućnosti za poboljšanje vjetroagregata će se iscrpiti, a solarna energija ostati motor rasta.

Tehnologija velikih hidroelektrana prošla je "najbolji sat"; svako desetljeće sve se manje grade velike hidroelektrane. Pažnja izumitelja i inženjera usmjerena je na elektrane na plime i oseke. Međutim, plime i oseke i veliki valovi nisu svugdje pa će njihova uloga biti beznačajna. Male hidroelektrane i dalje će se graditi u 21. stoljeću, osobito u Aziji.

Dobivanje električne energije iz topline koja dolazi iz utrobe Zemlje (geotermalna energija) obećava, ali samo u određenim područjima. Tehnologije izgaranja fosilnih goriva natjecat će se sa solarnom energijom i energijom vjetra nekoliko desetljeća, posebno tamo gdje ima malo vjetra i sunca.

Tehnologije koje se najbrže poboljšavaju za proizvodnju zapaljivog plina fermentacijom otpada, pirolizom ili razgradnjom u plazmi). Međutim, solidno kućni otpad uvijek prije rasplinjavanja bit će potrebno sortiranje (ili bolje odvojeno prikupljanje).

TPP tehnologije

Učinkovitost elektrana s kombiniranim ciklusom premašila je 60%. Ponovno opremanje svih CHPP-ova na plin u paru-plin (točnije, plin-para) povećat će proizvodnju električne energije za više od 50% bez povećanja izgaranja plina.

CHPP na ugljen i lož ulje znatno su lošiji od onih na plin u smislu učinkovitosti, cijene opreme i količine štetnih emisija. Osim toga, rudarstvo ugljena zahtijeva najviše ljudskih života po megavat satu električne energije. Plinifikacija ugljena produljit će postojanje industrije ugljena za nekoliko desetljeća, ali rudarska profesija vjerojatno neće preživjeti do 22. stoljeća. Vrlo je vjerojatno da će parne i plinske turbine biti zamijenjene brzo poboljšavajućim gorivim ćelijama u kojima se kemijska energija pretvara u električnu zaobilazeći faze dobivanja toplinske i mehaničke energije. U međuvremenu su gorivne ćelije vrlo skupe.

Nuklearna elektrana

Učinkovitost nuklearnih elektrana najsporije je rasla u posljednjih 30 godina. Poboljšanja nuklearnih reaktora, od kojih svaki košta nekoliko milijardi dolara, vrlo su spora, a sigurnosni zahtjevi povećavaju troškove izgradnje. Do "nuklearne renesanse" nije došlo. Od 2006. godine puštanje u rad nuklearnih elektrana u svijetu manje je od puštanja u rad samo vjetroelektrana, već i solarnih. Ipak, vjerojatno je da će neke nuklearne elektrane preživjeti do 22. stoljeća, iako je zbog problema s radioaktivnim otpadom njihov kraj neizbježan. Vjerojatno će termonuklearni reaktori raditi u 21. stoljeću, ali njihov mali broj, naravno, "neće utjecati na vrijeme".

Do sada je mogućnost realizacije "hladne fuzije" ostala nejasna. U načelu, mogućnost termonuklearne reakcije bez ultra visokih temperatura i bez stvaranja radioaktivnog otpada nije u suprotnosti sa zakonima fizike. No, izgledi za dobivanje jeftine energije na ovaj način vrlo su sumnjivi.

Nove tehnologije

I malo mašte u crtežima. Sada se u Rusiji testiraju tri nova načela izotermičke pretvorbe topline u električnu. Ovi pokusi imaju mnogo skeptika: uostalom, drugi zakon termodinamike je prekršen. Do sada je primljena jedna desetina mikrovata. Ako uspije, prvo će se pojaviti baterije sata i instrumenta. Zatim žarulje bez žica. Svaka žarulja bit će izvor hladnoće. Klima uređaji će proizvoditi električnu energiju umjesto da je troše. Žice u kući više neće biti potrebne. Prerano je suditi kada se znanstvena fantastika obistini.

U međuvremenu nam trebaju žice. Više od polovice cijene kilovat-sata u Rusiji otpada na troškove izgradnje i održavanja dalekovoda i trafostanica. Više od 10% proizvedene električne energije odlazi na grijaće žice. Smanjenje troškova i gubitaka omogućuje "pametne mreže", koje automatski upravljaju mnogim potrošačima i proizvođačima energije. U mnogim slučajevima je bolje prenijeti istosmjernu struju nego izmjeničnu kako bi se smanjili gubici. Općenito, grijaće žice se mogu izbjeći čineći ih supravodljivim. Međutim, supravodiči sobne temperature nisu pronađeni i nije poznato hoće li ih pronaći.

Za rijetko naseljena područja s visokim transportnim troškovima također je važna rasprostranjenost i dostupnost izvora energije.

Najčešća energija dolazi od Sunca, ali Sunce nije uvijek vidljivo (osobito izvan arktičkog kruga). No zimi i noću vjetar često puše, ali ne uvijek i ne svugdje. Ipak, vjetroelektrane već sada omogućuju značajno smanjenje potrošnje dizelskog goriva u udaljenim selima.

Neki geolozi tvrde da se nafta i plin danas stvaraju gotovo posvuda iz ugljičnog dioksida koji s vodom ulazi u tlo. Međutim, upotreba hidrauličkog loma ("fracking") uništava prirodna mjesta na kojima se mogu nakupiti nafta i plin. Ako je to točno, tada se mala količina nafte i plina (deset puta manje nego sada) može izvući gotovo svugdje bez oštećenja geokemijske cirkulacije ugljika, ali izvoz ugljikovodika znači lišiti se budućnosti.

Raznolikost prirodni resursi u svijetu znači da održiva proizvodnja energije zahtijeva kombinaciju različite tehnologije primjenjivo na lokalne uvjete. U svakom slučaju, neograničena količina energije na Zemlji ne može se dobiti iz ekoloških i resursnih razloga. Stoga će rast proizvodnje električne energije, čelika, nikla i drugih materijalnih stvari na Zemlji u idućem stoljeću neizbježno biti zamijenjen povećanjem proizvodnje intelektualnog i duhovnog.

Igor Eduardovich Shkradyuk

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite donji obrazac

Studenti, diplomirani studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u studiju i radu bit će vam zahvalni.

Objavljeno na http: // www. sve najbolje. ru /

1. Izgledi za razvoj toplinske energije

Čovječanstvo zadovoljava oko 80% svojih energetskih potreba putem fosilnih goriva: nafte, ugljena, prirodnog plina. Njihov je udio u bilanci elektroenergetske industrije nešto manji - oko 65% (39% - ugljen, 16% - prirodni plin, 9% - tekuća goriva).

Prema prognozama Međunarodne agencije za energiju, do 2020. godine, s povećanjem potrošnje primarne energije za 35%, udio fosilnih goriva povećat će se na više od 90%.

Danas se potražnja za naftom i prirodnim plinom zadovoljava 50-70 godina. Međutim, unatoč stalnom rastu proizvodnje, ta se razdoblja nisu smanjila u posljednjih 20-30 godina, već rastu kao posljedica otkrića novih polja i poboljšanja proizvodnih tehnologija. Što se tiče ugljena, njegove nadoknadive rezerve trajat će više od 200 godina.

Dakle, nema govora o nedostatku fosilnih goriva. Poanta je u tome da se oni koriste na najracionalniji način za poboljšanje životnog standarda ljudi uz bezuvjetno očuvanje njihovog okoliša. To se u potpunosti odnosi na elektroenergetsku industriju.

Kod nas je glavno gorivo za termoelektrane prirodni plin. U dogledno vrijeme njegov će se udio očito smanjiti, međutim apsolutna potrošnja elektrana ostat će približno konstantna i prilično velika. Iz mnogo razloga - ne uvijek razumnih - ne koristi se dovoljno učinkovito.

Potrošači prirodnog plina su tradicionalne parne turbine TE i CHPP, uglavnom s tlakovima pare od 13 i 24 MPa (njihova učinkovitost u načinu kondenzacije je 36-41%), ali i stare CHPP sa znatno nižim parametrima i visokim proizvodnim troškovima.

Moguće je značajno povećati učinkovitost korištenja plina pri uporabi plinskih turbina i tehnologija kombiniranog ciklusa.

Maksimalni kapacitet jedinice GTU -a do sada je dosegao 300 MW, učinkovitost na autonomni rad-36-38%, a u plinskim turbinama s više osovina na bazi zrakoplovnih motora s visokim omjerom tlaka-40% ili više, početna temperatura plina je 1300-1500 ° C, omjer kompresije 20-30.

Kako bi se osigurao praktičan uspjeh pouzdanosti, toplinske učinkovitosti, niskih jediničnih troškova i operativnih troškova, danas su energetske plinske turbine projektirane prema najjednostavnijem ciklusu, pri maksimalno dostižnoj temperaturi plina (stalno raste), s omjerima tlaka blizu optimalnog one u smislu specifičnog rada i učinkovitosti kombiniranih postrojenja.koja koriste toplinu ispušnih plinova u turbini. Kompresor i turbina nalaze se na istoj osovini. Turbo-strojevi tvore kompaktni blok s integriranom komorom za izgaranje: prstenasti ili blok-prstenasti. Zona visokih temperatura i tlaka lokalizirana je na malom prostoru, broj dijelova koji ih primaju je mali, a sami su ti dijelovi pažljivo razrađeni. Ta su načela rezultat dugogodišnje evolucije dizajna.

Većina GTU-a s kapacitetom manjim od 25-30 MW nastaje na temelju ili prema vrsti zrakoplova ili brodskih plinsko-turbinskih motora (GTE), za koje je karakteristično da nemaju vodoravne konektore i sastavljanje kućišta i rotora korištenjem okomitih spojnica, širokom primjenom kotrljajućih ležajeva, male težine i dimenzija. Pokazatelji vijeka trajanja i raspoloživosti potrebni za rad zemaljske i elektrane dati su u konstrukcijama zrakoplova uz prihvatljive troškove.

S kapacitetom većim od 50 MW, GTU je dizajniran posebno za elektrane, a izvodi se kao jednoosovinski, s umjerenim omjerima kompresije i dovoljno visokom temperaturom ispušnih plinova, što olakšava korištenje njihove topline. Kako bi se smanjile veličine i troškovi te povećala učinkovitost, GTU-ovi snage 50-80 MW izvode se kao oni velikih brzina s električnim generatorom pogonjenim preko mjenjača. Obično su takve plinske turbine aerodinamički i strukturno slične snažnijim jedinicama dizajniranim za izravni pogon električnih generatora s brzinama vrtnje od 3600 i 3000 o / min. Ova simulacija poboljšava pouzdanost i smanjuje troškove razvoja i implementacije.

Ciklus zraka je glavno rashladno sredstvo u jedinici plinske turbine. Sustavi hlađenja zrakom implementirani su u lopaticama mlaznica i rotora, koristeći tehnologije koje pružaju potrebna svojstva po prihvatljivoj cijeni. Korištenje pare ili vode za hlađenje turbina može poboljšati performanse GTU -a i STU -a s istim parametrima ciklusa ili omogućiti daljnje povećanje u usporedbi sa zrakom na početnu temperaturu plinova. Iako tehnički temelji za korištenje rashladnih sustava s ovim rashladnim sredstvima nisu toliko detaljni kao sa zrakom, njihova implementacija postaje praktično pitanje.

Postrojenje na plinske turbine ovladalo je "niskotoksičnim" izgaranjem prirodnog plina. Najučinkovitiji je u komorama za izgaranje koje rade na prethodno pripremljenoj homogenoj smjesi plina sa zrakom pri velikom (a = 2-2,1) višku zraka i s ujednačenom i relativno niskom temperaturom plamenika (1500-1550 ° C). S takvom organizacijom izgaranja, stvaranje NOX-a može se ograničiti na 20-50 mg / m3 u normalnim uvjetima (standardno se odnose na produkte izgaranja koji sadrže 15% kisika) s visokom potpunošću izgaranja (koncentracija CO<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.

Mnogo je teže reproducirati sličnu tehnologiju "niskotoksičnog" izgaranja na tekuće gorivo. Međutim, i ovdje postoje određeni uspjesi.

Za napredak stacionarnih plinskih turbina od velike je važnosti odabir materijala i tehnologije oblikovanja koje osiguravaju dug radni vijek, pouzdanost i umjerenu cijenu njihovih dijelova.

Dijelovi turbine i komore za izgaranje, koji se ispiru visokotemperaturnim plinovima koji sadrže komponente koje mogu izazvati oksidaciju ili koroziju, a izloženi su visokim mehaničkim i toplinskim naprezanjima, izrađeni su od složenih legiranih legura na bazi nikla. Oštrice se intenzivno hlade i izrađene su sa složenim unutarnjim stazama metodom preciznog lijevanja, koja omogućuje korištenje materijala i dobivanje oblika dijelova koji su nemogući s drugim tehnologijama. Posljednjih godina sve se više koristi lijevanje oštrica s usmjerenom i monokristalizacijom, što omogućuje značajno poboljšanje njihovih mehaničkih svojstava.

Površine najtoplijih dijelova zaštićene su premazima koji sprječavaju koroziju i snižavaju temperaturu osnovnog metala.

Jednostavnost i mala veličina čak i snažnih plinskih turbina i njihove pomoćne opreme omogućuju tehnički opskrbu velikih, tvornički izrađenih blokova s ​​pomoćnom opremom, priključcima cjevovoda i kabela, testiranim i prilagođenim za normalan rad. Kad se ugrađuje izvan zgrade, kućište (kućište) je sastavni dio svake jedinice, koje štiti opremu od lošeg vremena i smanjuje emisiju zvuka. Blokovi se postavljaju na ravne temelje i pristaju. Prostor ispod obloge je ventiliran.

Elektroenergetska industrija u Rusiji ima dugogodišnje, iako dvosmisleno iskustvo u upravljanju plinskim turbinskim agregatom jedinične snage od 2,5 do 100 MW. Dobar primjer je plinska turbina CHP, koja radi više od 25 godina u teškim klimatskim uvjetima Jakutska, u izoliranom elektroenergetskom sustavu s neravnomjernim opterećenjem.

Trenutno se u ruskim elektranama rade plinske turbine koje su po svojim parametrima i pokazateljima znatno inferiorne od stranih. Za stvaranje modernih energetskih plinskih turbina preporučljivo je kombinirati napore energetskog inženjerstva i zrakoplovnih motora temeljenih na zrakoplovnoj tehnologiji.

Elektrana snage 110 MW već je proizvedena i testira se, a proizvode je obrambena poduzeća Mash-project (Nikolaev, Ukrajina) i Saturn (Rybinsk Motors), koja ima sasvim moderne performanse.

U zemlji su stvorene različite standardne veličine plinskih turbina srednje snage na temelju zrakoplovnih ili brodskih motora. Nekoliko jedinica GTD-16 i GTD-25 "Mashinproekt", GTU-12 i GTU-16P permskog "Aviadvigatela", AL-31ST "Saturn" i NK-36 "NK Engines" kompresorske stanice glavnih plinovoda. Dugi niz godina tamo su radile stotine ranijih GTU -ova Truda (sada NK Engines) i Mashproekta. Postoji bogato i općenito pozitivno iskustvo rada u elektranama 12 MW Mashproekt GTU, koje je poslužilo kao osnova za snažniji PT-15.

U suvremenim plinskim turbinskim postrojenjima velike snage temperatura ispušnih plinova u turbini iznosi 550-640 ° C. Njihova se toplina može koristiti za opskrbu toplinom ili koristiti u parnom ciklusu, s povećanjem učinkovitosti kombiniranog parno-plinskog postrojenja do 55-58%, što je zapravo postignuto u sadašnje vrijeme. Moguće su i praktične primjene različitih kombinacija ciklusa plinske turbine i parne turbine. Među njima dominiraju binarni, s opskrbom sve topline u komori za izgaranje GTU-a, stvaranjem pare visokih parametara u kotlu za otpadnu toplinu iza GTU-a i njezinom uporabom u parnoj turbini.

Prvi PTU binarnog tipa u našoj zemlji radi na Sjeverozapadnoj TE Sankt Peterburg oko 2 godine. Njegov kapacitet je 450 MW. CCGT jedinica uključuje dvije plinske turbine V94.2 koje je razvio Siemens, a koje isporučuje zajedničko ulaganje s LMZ-om, Interturbom, 2 kotla na otpadnu toplinu i jednom parnom turbinom. Nabavu blok ACS -a za jedinicu CCGT -a provodio je konzorcij zapadnih tvrtki. Svu ostalu glavnu i pomoćnu opremu isporučila su domaća poduzeća.

Do 01.09.02. CCGT jedinica radila je u kondenzacijskom načinu rada 7200 sati dok je radila u načinu rada u rasponu upravljanja (300-450 MW) s prosječnom učinkovitošću od 48-49%; njegova izračunata učinkovitost je 51%.

U sličnoj CCGT jedinici s domaćim GTE-110 moguće je postići čak i malo veću učinkovitost.

Još veća učinkovitost, kao što se može vidjeti iz iste tablice, osigurat će upotrebu trenutno dizajniranog GTE-180.

Korištenjem trenutno projektiranih GTU-a moguće je postići znatno veće pokazatelje, ne samo u novogradnji, već i u tehničkom preopremanju postojećih TE. Važno je da je uz tehničko preopremanje uz očuvanje infrastrukture i značajnog dijela opreme te implementaciju binarnih CCGT jedinica na njih moguće postići blizu optimalnih vrijednosti učinkovitosti uz značajno povećanje snaga elektrana.

Količina pare koja se može generirati u kotlu za otpadnu toplinu instaliranoj iza GTE-180 blizu je protoka jednog ispuha parne turbine K-300. Ovisno o broju ispušnih plinova zadržanih tijekom ponovnog naoružavanja, moguće je koristiti 1,2 ili 3 GTE-180. Kako bi se izbjeglo preopterećenje ispušnih plinova pri niskim temperaturama okoline, preporučljivo je koristiti trokružnu shemu parnog odjeljka s ponovnim zagrijavanjem pare, u kojoj se veća snaga CCGT jedinice postiže pri nižem protoku pare u kondenzator.

Uz održavanje sva tri odljeva, CCGT snage oko 800 MW postavljen je u ćeliju dvaju susjednih energetskih blokova: jedna parna turbina ostaje, a druga se demontira.

Specifični troškovi te ponovne opreme u ciklusu CCGT-a bit će 1,5 ili više puta jeftiniji od nove izgradnje.

Slična rješenja preporučuju se za ponovno opremanje GRES-a na plin i gorivo s agregatima snage 150 i 200 MW. Manje moćni GTE-110 može se široko koristiti na njima.

Iz ekonomskih razloga, prije svega, kogeneracijskim postrojenjima je potrebno tehničko ponovno opremanje. Za njih, najatraktivnije binarne CCGT jedinice ovog tipa, poput Sjeverozapadne TE u Sankt Peterburgu, omogućuju dramatično povećanje proizvodnje električne energije za toplinsku potrošnju i mijenjaju omjer između električnog i toplinskog opterećenja u širokim granicama, dok održavajući sveukupno visok faktor iskorištenja goriva. Modul izrađen u kogeneraciji Severo-Zapadnaya: GTU-kotao za otpadnu toplinu koji proizvodi 240 t / h pare, može se izravno koristiti za pogon turbina PT-60, PT-80 i T-100.

Uz puno opterećenje njihovih ispušnih plinova, maseni protok pare kroz prve stupnjeve ovih turbina bit će znatno niži od nominalnog i bit će moguće proći pri niskim tlakovima karakterističnim za CCGT-450. Ovo će, kao i snižavanje temperature žive pare na manje od 500-510 ° C, ukloniti pitanje iscrpljivanja resursa ovih turbina. Iako će to biti popraćeno smanjenjem kapaciteta parnih turbina, ukupni kapacitet jedinice će se više nego udvostručiti, a njezina učinkovitost proizvodnje energije, bez obzira na način rada (opskrba toplinom), bit će znatno veća od one najboljih kondenzacijske jedinice snage.

Takva promjena pokazatelja radikalno utječe na učinkovitost CHP postrojenja. Ukupni troškovi proizvodnje električne i toplinske energije će se smanjiti, a konkurentnost CHP postrojenja na tržištima obje vrste proizvoda - što pokazuju financijski i ekonomski izračuni - povećat će se.

U elektranama u čijoj bilanci goriva postoji veliki udio lož ulja ili ugljena, ali postoji i prirodni plin, u količini dovoljnoj za pogon jedinice plinske turbine, mogu se preporučiti termodinamički manje učinkovite nadgradnje plinskih turbina.

Za domaću toplinsku industriju najvažniji gospodarski zadatak je razvoj i široka uporaba plinskih turbinskih postrojenja sa parametrima i pokazateljima koji su već postignuti u svijetu. Najvažniji znanstveni zadatak je osigurati dizajn, proizvodnju i uspješan rad ovih plinskih turbina.

Naravno, postoji još mnogo mogućnosti za daljnji razvoj jedinica GTU -a i CCGT -a i povećanje njihovih performansi. CCP-ovi s učinkovitošću od 60% projektirani su u inozemstvu, a zadatak je povećati ih u doglednoj budućnosti na 61,5-62%. U tu svrhu, umjesto cikličkog zraka, para se koristi kao hladnjak u jedinici plinske turbine, te se provodi bliža integracija plinske turbine i ciklusa pare.

Još veće mogućnosti otvaraju se stvaranjem "hibridnih" instalacija u kojima je plinska turbina (ili CCGT) izgrađena na vrhu gorivne ćelije.

Gorivne ćelije visoke temperature (FC), kruti oksid ili na bazi rastopljenih karbonata, koje rade na temperaturama od 850 i 650 ° C, služe kao izvori topline za plinsku turbinu i parni ciklus. Posebni projekti s kapacitetom od oko 20 MW - uglavnom u Sjedinjenim Državama - izračunali su učinkovitost od 70%.

Ove jedinice su projektirane za rad na prirodni plin s unutarnjim reformatorom. Naravno, moguće ih je pokrenuti na sinteznom plinu ili čistom vodiku dobivenom rasplinjavanjem ugljena, te stvoriti komplekse u kojima je obrada ugljena integrirana u tehnološki ciklus.

Postojeći programi postavljaju zadatak povećanja kapaciteta hibridnih postrojenja do 300 MW i više u budućnosti, te njihove učinkovitosti - do 75% na prirodni plin i 60% na ugljen.

Drugo najvažnije gorivo za energetsku industriju je ugljen. U Rusiji se najproduktivnija nalazišta ugljena - Kuznetsk i Kansko -Achinsk - nalaze na jugu središnjeg Sibira. Ugljen ovih naslaga ima malo sumpora. Troškovi njihovog vađenja su niski. Međutim, područje njihove primjene trenutno je ograničeno zbog visokih troškova željezničkog prijevoza. U europskom dijelu Rusije, na Uralu i Dalekom istoku, transportni troškovi premašuju troškove vađenja ugljena Kuznetsk za 1,5-2,5 puta, a ugljena Kansk-Achinsk-za 5,5-7,0 puta.

U europskom dijelu Rusije ugljen se vadi rudničkom metodom. U osnovi, to je ugljen iz Pechore, antraciti južnog Donbasa (energetski inženjeri dobivaju svoje projekcije - shtyb) i smeđi ugljen moskovske regije. Svi su oni visoki pepeo i sumpor. Zbog prirodnih uvjeta (geoloških ili klimatskih), troškovi njihove proizvodnje su visoki, a konkurentnost kada se koriste u elektranama teško je osigurati, osobito s neizbježnim pooštravanjem ekoloških zahtjeva i razvojem tržišta parnog ugljena u Rusiji.

Trenutačno termoelektrane koriste ugljen koji se uvelike razlikuje po kvaliteti: više od 25% njihove ukupne potrošnje ima sadržaj pepela veći od 40%; 18,8% - toplinska vrijednost ispod 3000 kcal / kg; 6,8 milijuna tona ugljena - sadržaj sumpora preko 3,0%. Ukupna količina balasta u ugljenu iznosi 55 milijuna tona godišnje, uključujući stijene - 27,9 milijuna tona i vlagu - 27,1 milijuna tona. Zbog toga je vrlo važno poboljšati kvalitetu parnog ugljena.

Mogućnost korištenja ugljena u ruskoj elektroenergetskoj industriji bit će određena državnom politikom cijena prirodnog plina i ugljena. Posljednjih godina došlo je do apsurdne situacije kada je plin u mnogim regijama Rusije jeftiniji od ugljena. Može se pretpostaviti da će cijene plina rasti brže i da će za nekoliko godina postati više od cijena ugljena.

Kako bi se proširila uporaba ugljena Kuznetsk i Kansk-Achinsk, preporučljivo je stvoriti povlaštene uvjete za njihov željeznički prijevoz i razviti alternativne metode prijevoza ugljena: vodom, cjevovodima, u obogaćenom stanju itd.

Iz strateških razloga u europskom dijelu Rusije potrebno je održavati proizvodnju određene količine toplinskog ugljena najbolje kvalitete i u najproduktivnijim rudnicima, čak i ako to zahtijeva državne potpore.

Uporaba ugljena u elektranama u konvencionalnim parnim elektranama danas je komercijalno isplativa i bit će učinkovita u doglednoj budućnosti. plinska turbina energetska industrija rusija ugljen

U Rusiji se ugljen spaljuje u kondenzacijskim elektranama opremljenim agregatima snage 150, 200, 300, 500 i 800 MW te u termoelektranama s kotlovima kapaciteta do 1000 t / h.

Unatoč niskoj kvaliteti ugljena i nestabilnosti njihovih karakteristika tijekom isporuke, ubrzo nakon razvoja na domaćim blokovima ugljena postignuti su visoki tehnički, ekonomski i operativni pokazatelji.

Veliki kotlovi koriste spaljivanje ugljene prašine, uglavnom s uklanjanjem čvrstog pepela. Mehaničko podgorijevanje ne prelazi u pravilu 1-1,5% pri sagorijevanju kamenog ugljena i 0,5% - mrkog ugljena. Povećava se na q4<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.

Posljednjih godina blokovi ugljena rade naizmjenično s dubokim istovarom ili gašenjem preko noći. Visoka, blizu nominalne, učinkovitosti ostaje na njima pri istovaru do N3JI = 0,4 - = - 0,5 NH0M.

Situacija je gora u pogledu zaštite okoliša. Na ruskim termoelektranama na ugljen nema operativnih sustava za odsumporavanje dimnih plinova, nema katalitičkih sustava za njihovo uklanjanje NOX-a. Elektrofiltri ugrađeni za skupljanje pepela nisu dovoljno učinkoviti; Na kotlovima kapaciteta do 640 t / h naširoko se koriste razni još manje učinkoviti cikloni i mokri aparati.

U međuvremenu, za budućnost termoenergetike, njezino usklađivanje s okolišem od iznimne je važnosti. Najteže je postići kada se kao gorivo koristi ugljen koji sadrži nezapaljivi mineralni dio i organske spojeve sumpora, dušika i drugih elemenata koji nakon izgaranja ugljena tvore tvari štetne po prirodu, ljude ili strukture.

Na lokalnoj i regionalnoj razini, glavni zagađivači zraka čije se emisije reguliraju su plinoviti oksidi sumpora i dušika te čestice (pepeo). Njihovo ograničenje zahtijeva posebnu pozornost i troškove.

Na ovaj ili onaj način, emisije hlapivih organskih spojeva (najteži zagađivači, osobito benzopiren), teških metala (na primjer, živa, vanadij, nikal) i onečišćenih otpadnih voda također se kontroliraju.

Prilikom racionalizacije emisija iz termoelektrana država ih ograničava na razinu koja ne uzrokuje nepovratne promjene u okolišu ili ljudskom zdravlju koje mogu negativno utjecati na uvjete života sadašnjih i budućih generacija. Određivanje ove razine povezano je s mnogim nesigurnostima i uvelike ovisi o tehničkim i ekonomskim mogućnostima, budući da nerazumno strogi zahtjevi mogu dovesti do povećanja troškova i pogoršati ekonomsku situaciju u zemlji.

Razvojem tehnologije i jačanjem gospodarstva, mogućnosti za smanjenje emisija iz TE se šire. Stoga je legitimno govoriti (i truditi se!) O minimalnom tehnički i ekonomski zamislivom utjecaju TE na okoliš i to učiniti uz povećane troškove, međutim, one pri kojima je konkurentnost TE još uvijek osigurana. Nešto se slično sada radi u mnogim razvijenim zemljama.

Vratimo se, međutim, tradicionalnim elektranama na ugljen.

Naravno, prije svega treba koristiti relativno jeftine savladane i učinkovite električne i filtere od tkanine za radikalno uklanjanje prašine dimnih plinova ispuštenih u atmosferu. Poteškoće s elektrofilterima tipične za ruski energetski sektor mogu se ukloniti optimiziranjem njihove veličine i dizajna, poboljšanjem elektroenergetskih sustava pomoću uređaja za pred-ionizaciju i izmjeničnim, isprekidanim ili impulsnim napajanjem, te automatizacijom kontrole rada filtera. U mnogim slučajevima preporučljivo je smanjiti temperaturu plinova koji ulaze u elektrofilter.

Za smanjenje emisije dušikovih oksida u atmosferu prvenstveno se koriste tehnološke mjere. Sastoje se od utjecaja na proces izgaranja promjenom dizajna i načina rada plamenika i uređaja za izgaranje te stvaranjem uvjeta u kojima je stvaranje dušikovih oksida malo ili nemoguće.

U kotlovima koji rade na ugljenu Kansk-Achinsk kako bi se smanjilo stvaranje dušikovih oksida, preporučljivo je koristiti provjereno načelo izgaranja na niskim temperaturama. S tri stupnja opskrbe gorivom, omjer viška zraka u aktivnoj zoni izgaranja bit će 1,0-1,05. Višak oksidansa u ovoj zoni uz prisutnost intenzivnog prijenosa mase u volumenu osigurat će nisku stopu trošenja. Kako se povlačenjem dijela zraka iz zone aktivnog izgaranja ne povećava temperatura plinova u njegovom volumenu, u gorionik se dovodi zamjenska količina recirkulacijskih plinova. Takvom organizacijom izgaranja moguće je smanjiti koncentraciju dušikovih oksida na 200-250 mg / m3 pri nazivnom opterećenju agregata.

Kako bi se smanjile emisije dušikovih oksida, SibVTI razvija sustav za zagrijavanje ugljene prašine prije izgaranja, koji će smanjiti emisiju NOX na manje od 200 mg / m3.

Kad se koristi kameni ugljen Kuznetsk na jedinicama snage 300-500 MW, za smanjenje stvaranja NOX-a trebaju se koristiti niskotoksični plamenici i postupno izgaranje goriva. Kombinacija ovih mjera može osigurati emisiju NOX<350 мг/м3.

Posebno je teško smanjiti stvaranje NOX-a pri sagorijevanju goriva s niskom reaktivnošću (ASh i Kuznetskiy mršav) u kotlovima s uklanjanjem tekućeg pepela. Trenutno takvi kotlovi imaju koncentracije NOX 1200-1500 mg / m3. Ako je prirodni plin dostupan u elektranama, preporučljivo je organizirati trostupanjsko izgaranje s redukcijom NOX-a u gornjem dijelu peći (postupak rebenninga). U tom slučaju glavni plamenici rade s omjerom viška zraka od agor = 1,0-1,1, a prirodni plin se dovodi u peć zajedno sa sredstvom za sušenje kako bi se stvorila redukcijska zona. Ova shema izgaranja može osigurati koncentracije NOX do 500-700 mg / m3.

Za uklanjanje dušikovih oksida iz dimnih plinova koriste se kemijske metode. Industrijski se koriste dvije tehnologije čišćenja dušikom: selektivna nekatalitička redukcija (SNCR) i selektivna katalitička redukcija (SCR) dušikovih oksida.

S većom učinkovitošću SCR tehnologije, specifični kapitalni troškovi u njoj su za red veličine veći nego u SNCR -u. Naprotiv, potrošnja redukcijskog sredstva, najčešće amonijaka, sa SCR tehnologijom je 2-3 puta manja zbog veće selektivnosti uporabe amonijaka u usporedbi sa SNCR-om.

SNKV-tehnologija, testirana na kotlu kapaciteta 420 t / h kogeneracije u Togliattiju, može se upotrijebiti za tehničko preopremanje elektrana na ugljen s kotlovima koji rade na uklanjanje tekuće troske. To će im omogućiti razinu emisije NOX od 300-350 mg / m3. U ekološki opterećenim područjima SCR tehnologija može se koristiti za postizanje emisije NOX od oko 200 mg / m3. U svim slučajevima upotrebi pročišćavanja dušika trebaju prethoditi tehnološke mjere za smanjenje stvaranja NOX -a.

Uz pomoć trenutno savladanih tehnologija moguće je ekonomično očistiti produkte izgaranja od sumporastog goriva uz hvatanje 95-97% SO2. U tom se slučaju prirodni vapnenac obično koristi kao sorbent; komercijalni gips je nusproizvod čišćenja.

U našoj zemlji, na Dorogobuzhskaya GRES-u, razvijena je i industrijski upravljana instalacija kapaciteta 500-103 nm3 / h, koja implementira tehnologiju odsumporavanja amonijak-sulfata, u kojoj je sorbent amonijak, a nusproizvod komercijalni amonijev sulfat, koji je vrijedno gnojivo.

Prema sadašnjim ruskim standardima, vezivanje 90-95% SO2 potrebno je kada se koristi gorivo sa smanjenim sadržajem sumpora S> 0,15% kg / MJ. Pri sagorijevanju goriva niskog i srednjeg sumpora S< 0,05% кг/МДж целесообразно использовать менее капиталоемкие технологии.

Sljedeći se trenutno smatraju glavnim smjerovima za daljnje povećanje učinkovitosti termoelektrana na ugljen:

povećanje parametara pare u usporedbi s svladanih 24 MPa, 540/540 ° C uz istodobno poboljšanje opreme i sustava parnih elektrana;

razvoj i poboljšanje perspektivnih CCGT jedinica na ugljen;

poboljšanje i razvoj novih sustava za čišćenje dimnih plinova.

Sveobuhvatno poboljšanje shema i opreme omogućilo je povećanje učinkovitosti nadkritičnih pogonskih jedinica na ugljen sa oko 40 na 43-43,5% bez promjene parametara pare. Povećanjem parametara sa 24 MPa 545/540 ° C na 29 MPa, 600/620 ° C povećava se učinkovitost u stvarnim projektima na ugljen na oko 47%. Porast cijene elektrana s velikim (600-800 MW) agregatima zbog uporabe skupljih materijala (na primjer, austenitnih cijevi pregrijača) pri višim parametrima relativno je mali. To je 2,5% s povećanjem učinkovitosti sa 43 na 45% i 5,5 na 47%. Međutim, čak se i ovo poskupljenje isplati pri vrlo visokim cijenama ugljena.

Rad na super kritičnim parametrima pare, koji je započeo sredinom prošlog stoljeća u SAD -u i SSSR -u, posljednjih se godina komercijalizirao u Japanu i zapadnoeuropskim zemljama s visokim cijenama energije.

U Danskoj i Japanu izgrađene su i uspješno rade pogonske jedinice snage 380-1050 MW s tlakom žive pare 24-30 MPa i pregrijavanjem do 580-610 ° C. Među njima postoje blokovi s dvostrukim zagrijavanjem do 580 ° S. Učinkovitost najboljih japanskih jedinica je na razini od 45-46%, danske, koje rade na hladnoj cirkulirajućoj vodi s dubokim vakuumom, 2-3% su veće.

Pogonski agregati na lignit kapaciteta 800-1000 MW s parama pare do 27 MPa, 580/600 ° C i učinkovitošću do 45% izgrađeni su u Njemačkoj.

Radovi na agregatu sa super kritičnim parametrima pare (30 MPa, 600/600 ° C), organizirani u našoj zemlji, potvrdili su realnost stvaranja takvog agregata snage 300-525 MW s učinkovitošću od oko 46% u narednim godinama.

Povećanje učinkovitosti postiže se ne samo povećanjem parametara pare (njihov doprinos iznosi oko 5%), već i, u većoj mjeri, zbog povećanja učinkovitosti turbine (4,5%) i kotla (2,5%) i poboljšanje stanične opreme uz smanjenje gubitaka karakterističnih za njegov rad.

Zaostaci koji su dostupni u našoj zemlji bili su usredotočeni na temperaturu pare od 650 ° C i široku upotrebu austenitnih čelika. Mali eksperimentalni kotao s takvim parametrima i tlakom pare od 30,0 MPa radi od 1949. godine na eksperimentalnoj kogeneraciji VTI više od 200 tisuća sati, u ispravnom je stanju i može se koristiti u istraživačke svrhe i dugotrajna ispitivanja. Pogonski agregat SKR-100 na Kashirskaya SDPP s kotlom od 720 t / h i turbinom od 30 MPa / 650 ° C

radio je 1969. preko 30 tisuća sati. Nakon prestanka rada iz razloga koji nisu povezani s njegovom opremom, bio je ubijen. Godine 1955. K. Rakov u VTI -u razradio je mogućnosti stvaranja kotla s parama pare 30 MPa / 700 ° C.

Korištenje austenitnih čelika s visokim koeficijentima linearnog širenja i niskom toplinskom vodljivošću za proizvodnju masivnih nezagrijanih dijelova: parnih vodova, rotora i kućišta i armatura turbina uzrokuje očite poteškoće u slučaju cikličkih opterećenja neizbježnih za energetsku opremu. Imajući to na umu, legure na bazi nikla koje mogu raditi na znatno višim temperaturama mogu biti praktičnije u praksi.

Tako su se u SAD -u, gdje je nakon duge pauze nastavljen rad usmjeren na uvođenje superkritičnih parametara pare, uglavnom koncentriraju na razvoj i ispitivanje materijala potrebnih za to.

Za dijelove koji rade pri najvećim tlakovima i temperaturama: cijevi pregrijača, kolektori, glavni parni vodovi, odabrano je nekoliko legura na bazi nikla. Za put ponovnog zagrijavanja, gdje su pritisci znatno niži, uzimaju se u obzir i austenitni čelici, a za temperature ispod 650 ° C - feritni čelici koji obećavaju.

Tijekom 2003. planira se identificirati poboljšane legure, proizvodne procese i metode premazivanja koji osiguravaju rad kotlova na temperaturu pare do 760 ° C, uzimajući u obzir karakteristična pomeranja, promjene temperature i moguću koroziju u okolišu pravog ugljena produkti izgaranja.

Također se planira prilagoditi ASME računske standarde za nove materijale i procese te razmotriti dizajn i rad opreme pri temperaturama pare do 870 ° C i pritiscima do 35 MPa.

U zemljama Europske unije, na temelju kooperacijskog financiranja, razvija se poboljšani pogon na ugljen s maksimalnom temperaturom pare preko 700 ° C uz sudjelovanje velike skupine energetskih i strojarskih tvrtki. Za nju su prihvaćeni parametri žive pare

37,5 MPa / 700 ° C i ciklus s dvostrukim zagrijavanjem do 720 ° C pri tlakovima od 12 i 2,35 MPa. Pri tlaku u kondenzatoru od 1,5-2,1 kPa, učinkovitost takve jedinice trebala bi biti iznad 50% i može doseći 53-54%. I tu su materijali kritični. Dizajnirani su tako da osiguraju dugotrajnu čvrstoću od 100 tisuća sati, što je jednako 100 MPa na temperaturama:

legure na bazi nikla za cijevi posljednjih snopova pregrijača, izlaznih zaglavlja, parnih cjevovoda, kućišta i rotora turbine - 750 ° C;

austenitni čelici za pregrijača - 700 ° C;

feritno -martenzitni čelici za kotlovske cijevi i kolektore - 650 ° S.

Novi projekti kotlova i turbina, proizvodne tehnologije (na primjer, zavarivanje) i novi bliski raspored rade se kako bi se smanjila potreba za najskupljim materijalima i jedinična cijena jedinica bez smanjenja pokazatelja pouzdanosti i performansi tipičnih za moderne parne pogonske jedinice.

Implementacija jedinice predviđena je nakon 2010. godine, a krajnji cilj u sljedećih 20 godina je postići neto učinkovitost do 55% pri temperaturama pare do 800 ° C.

Unatoč već postignutim uspjesima i postojećim izgledima za daljnje poboljšanje parnih pogona, termodinamičke prednosti kombiniranih postrojenja toliko su velike da se velika pozornost posvećuje razvoju CCGT jedinica na ugljen.

Budući da je izgaranje goriva koje sadrži pepeo u jedinici plinske turbine otežano zbog stvaranja naslaga na putu protoka turbina i korozije njihovih dijelova, radovi na korištenju ugljena u agregatu plinske turbine uglavnom se izvode u dva smjera:

rasplinjavanje pod tlakom, pročišćavanje zapaljivog plina i njegovo izgaranje u jedinici plinske turbine; jedinica za rasplinjavanje integrirana je s jedinicom CCGT, čiji su ciklus i shema isti kao i za prirodni plin;

izravno sagorijevanje ugljena pod tlakom u generatoru pare s visokim tlakom u fluidiziranom sloju, pročišćavanje i širenje produkata izgaranja u plinskoj turbini.

Provedba procesa rasplinjavanja i pročišćavanja umjetnog plina iz pepela ugljika i spojeva sumpora pod visokim tlakom omogućuje povećanje njihovog intenziteta, smanjenje veličine i cijene opreme. Toplina uklonjena tijekom rasplinjavanja koristi se u ciklusu CCGT -a, a para i voda korišteni tijekom rasplinjavanja, a ponekad i zrak, također se uzimaju iz nje. Gubici nastali rasplinjavanjem ugljena i čišćenjem generatorskog plina smanjuju učinkovitost CCGT jedinice. Ipak, s racionalnim dizajnom može biti prilično visoka.

Najrazvijenije i praktično primijenjene tehnologije rasplinjavanja ugljena u rasutom sloju, u fluidiziranom sloju i u mlazu. Kisik se koristi kao oksidant, rjeđe zrak. Korištenje industrijski razvijenih tehnologija za pročišćavanje sinteznog plina iz spojeva sumpora zahtijeva hlađenje plina na 40 ° C, što je popraćeno dodatnim gubicima tlaka i performansi. Troškovi sustava hlađenja i pročišćavanja plina iznose 15-20% ukupnih troškova TE. Trenutno se aktivno razvijaju tehnologije čišćenja plinom na visokim temperaturama (do 540-600 ° C), što će smanjiti troškove sustava i pojednostaviti njihov rad, kao i smanjiti gubitke povezane s čišćenjem. Bez obzira na tehnologiju rasplinjavanja, 98-99% energije ugljena prenosi se na zapaljivi plin.

Godine 1987.-91. U SSSR -u su u okviru državnog programa "Ekološki prihvatljiva energija" VTI i CKTI, zajedno s projektnim institutima, detaljno razradili nekoliko CCGT jedinica s rasplinjavanjem ugljena.

Jedinični kapacitet jedinica (neto) iznosio je 250-650 MW. Sve tri gore navedene tehnologije rasplinjavanja razmatrane su u odnosu na najčešći ugljen: Berezovski smeđi, Kuznetski kamen i ASH, koji se vrlo razlikuju po sastavu i svojstvima. Dobivena je učinkovitost od 39 do 45% i vrlo dobre ekološke performanse. Općenito, ti su projekti bili u skladu s tadašnjom svjetskom razinom. U inozemstvu su slični CCGT agregati već implementirani na demonstracijskim modelima jedinične snage 250-300 MW, a domaći projekti prekinuti su prije 10 godina.

Unatoč tome, tehnologije rasplinjavanja su od interesa za našu zemlju. Osobito u VTI -u nastavljaju

eksperimentalni rad u postrojenju za rasplinjavanje metodom "ognjišta" (s rasutim slojem i uklanjanjem tekuće troske) i studije optimizacije CCGT krugova.

Uzimajući u obzir umjereni sadržaj sumpora u najperspektivnijem domaćem ugljenu i napredak postignut u ekonomskim i ekološkim pokazateljima tradicionalnih pogonskih jedinica na ugljen u prahu, s kojima će se ove jedinice CCGT-a morati natjecati, glavni razlozi za njihov razvoj su mogućnost postizanja veće toplinske učinkovitosti i manje poteškoća u uklanjanju CO2 iz ciklusa, u slučaju da je to potrebno (vidi dolje). Imajući u vidu složenost CCGT jedinice s rasplinjavanjem i visoku cijenu njihovog razvoja i razvoja, preporučljivo je iskoristiti učinkovitost CCGT jedinice na razini od 52-55%, jedinični trošak 1-1,05 troškova blok ugljena, emisije SO2 i NOX.< 20 мг/м3 и частиц не более 10 мг/м3. Для достижения их необходимо дальнейшее развитие элементов и систем ПГУ.

Smanjenje temperature zapaljivog plina na izlazu iz rasplinjača na 900-1000 ° C, čišćenje od spojeva sumpora i čestica te usmjeravanje u komoru za izgaranje GTU na povišenoj temperaturi (na primjer, 500-540 ° C gdje se cjevovodi i armatura mogu izrađivati ​​od jeftinih čelika), koristeći zrak umjesto mlaza kisika, smanjujući tlak i gubitke topline u plinsko-zračnom kanalu sustava za rasplinjavanje i koristeći zatvorene krugove izmjene topline, moguće je smanjiti gubitak performansi povezan s rasplinjavanjem sa 16-20 na 10-12% i značajno smanjenje potrošnje energije za vlastite potrebe.

Projekti izvedeni u inozemstvu također ukazuju na značajno smanjenje jediničnih troškova TE s CCGT -om s rasplinjavanjem ugljena s povećanjem produktivnosti i jediničnog kapaciteta opreme, kao i s povećanjem razvoja tehnologije.

Druga mogućnost je CCGT jedinica sa izgaranjem ugljena u fluidiziranom sloju pod tlakom. Potreban zrak dovodi se u korito kompresorom plinske turbine s tlakom od 1-1,5 MPa, produkti izgaranja se nakon čišćenja od pepela i uvlačenja šire u plinskoj turbini i obavljaju korisne radove. Toplina oslobođena u sloju i toplina ispušnih plinova u turbini koriste se u parnom ciklusu.

Provođenje procesa pod tlakom uz zadržavanje svih prednosti karakterističnih za izgaranje ugljena u fluidiziranom sloju može značajno povećati jedinični kapacitet generatora pare i smanjiti njihove dimenzije potpunijim izgaranjem ugljena i sumpora.

Prednosti CCGT jedinice s KSD -om su potpuno (s učinkovitošću> 99%) izgaranje različitih vrsta ugljena, visoki koeficijenti prijenosa topline i male grijaće površine, niske (do 850 ° C) temperature izgaranja i, kao rezultat toga, male (manje od 200 mg / m3) emisije NOX-a, bez trošenja, mogućnost dodavanja sorbenta (vapnenac, dolomit) u sloj i vezanje u njemu 90-95% sumpora sadržanog u ugljenu.

Visoka učinkovitost (40-42% u kondenzacijskom načinu rada) postiže se u CCGT jedinici s KSD-om pri umjerenoj snazi ​​(približno 100 MW el.) I parametrima podkritične pare.

Zbog male veličine kotla i odsutnosti odsumporavanja, površina koju zauzima CCGT jedinica s KSD -om je mala. Moguća kompletna isporuka njihove opreme i modularna konstrukcija sa smanjenjem njezinih troškova i uvjeta.

Za Rusiju, CCGT-i s KSD-om obećavaju, prije svega, tehničko preuređenje CHPP-ova na ugljen u ograničenim područjima, gdje je teško pronaći potrebnu opremu za zaštitu okoliša. Zamjena starih kotlova s ​​HSG -ovima s GTU -ima također će značajno poboljšati učinkovitost ovih kogeneracija i povećati njihov električni kapacitet za 20%.

U VTI -u je na temelju domaće opreme izrađeno nekoliko standardnih veličina CCGT -a s KSD -om.

Pod povoljnim ekonomskim uvjetima, takve bi se jedinice CCGT -a mogle implementirati u našoj zemlji u kratkom vremenu.

CCGT tehnologija s KSD -om jednostavnija je i poznatija energetskim inženjerima od postrojenja za rasplinjavanje, koja su složena kemijska proizvodnja. Moguće su različite kombinacije obje tehnologije. Njihova je svrha pojednostaviti sustave rasplinjavanja i pročišćavanja plina te smanjiti njihove karakteristične gubitke s jedne strane, te povećati temperaturu plinova ispred turbine i snagu plinske turbine u shemama s KSD -om s druge strane.

Određeno suzdržavanje javnosti i odražavanje osjećaja stručnjaka i vlada u procjeni izgleda za široku i dugoročnu uporabu ugljena povezano je s rastućom emisijom CO2 u atmosferu i strahom da bi te emisije mogle uzrokovati globalne klimatske promjene, što će katastrofalne posljedice.

Rasprava o čvrstoći ovih strahova (ne dijele ih mnogi kompetentni stručnjaci) nije tema ovog članka.

Međutim, čak i ako se pokažu točnim, za 40-60 godina, kad je to potrebno, ili čak i ranije, sasvim je realno stvoriti konkurentna TE (ili poduzeća energetske tehnologije) koja rade na ugljen s zanemarivom emisijom CO2 u atmosferu .

Već danas je moguće značajno smanjenje emisije CO2 u atmosferu iz termoelektrana, osobito onih na ugljen, kombiniranom proizvodnjom električne i toplinske energije i povećanjem učinkovitosti termoelektrana.

Pomoću već savladanih procesa i opreme moguće je projektirati CCGT jedinicu s rasplinjavanjem ugljena, pretvorbom SO + N2O u N2O i SO2 te uklanjanjem SO2 iz sinteznog plina.

U projektu je korišten Siemens GTU U94.3A s početnom temperaturom plina prema ISO standardu 1190 ° C, rasplinjač PRENFLO (linijski, na suhoj prašini ugljena br. 8 u Pittsburghu i eksplozijom kisika), reaktor s izmjenama i uklanjanje kiselih plinova: H2S, COS i CO2 u sustav Rectisol tvrtke Lurgi.

Prednosti sustava su male veličine opreme za izvođenje procesa uklanjanja CO2 pri visokom (2 MPa) tlaku, visokom parcijalnom tlaku i koncentraciji CO2. Uklanjanje oko 90% CO2 uzima se iz ekonomskih razloga.

Do smanjenja učinkovitosti početne jedinice CCGT pri uklanjanju CO2 dolazi zbog gubitka eksergije tijekom egzotermne pretvorbe CO (za 2,5-5%), dodatnih gubitaka energije pri odvajanju CO2 (za 1%) i zbog smanjenje potrošnje produkata izgaranja kroz plinsku turbinu i kotao iskorištavača nakon odvajanja SO2 (za 1%).

Uključivanje uređaja za pretvorbu CO i uklanjanje CO2 iz ciklusa u krug povećava jediničnu cijenu CCGT -a s GF -om za 20%. Ukapljeni CO2 dodat će još 20%. Troškovi električne energije povećat će se za 20, odnosno 50%.

Kao što je gore spomenuto, domaća i inozemna istraživanja ukazuju na mogućnost daljnjeg značajnog - do 50-53% - povećanja učinkovitosti CCGT jedinica s rasplinjavanjem ugljena, a time i njihove izmjene s uklanjanjem CO2.

EPRI u SAD-u promiče stvaranje energetskih kompleksa na ugljen koji su konkurentni termoelektranama na prirodni plin. Preporučljivo je graditi ih u fazama kako bi se smanjile početne kapitalne investicije i brže povratile, a istovremeno zadovoljile trenutne ekološke zahtjeve.

Prva faza: obećavajuća ekološki prihvatljiva CCGT jedinica s GF -om.

Druga faza: uvođenje sustava za uklanjanje i transport CO2.

Treća faza: organizacija proizvodnje vodika ili čistog transportnog goriva.

Ima mnogo radikalnijih prijedloga. U ispitivanju, na primjer, elektrana na ugljen s emisijama "nula". Njegov tehnološki ciklus je sljedeći. Prvi korak je rasplinjavanje suspenzije ugljen-voda s dodatkom vodika i dobivanje CH4 i H2O. Ugljen pepeo uklanja se iz rasplinjača, a mješavina pare i plina se pročišćava.

U drugom koraku, ugljik, koji je prešao u plinovito stanje, u obliku CO2 vezan je kalcijevim oksidom u reformatoru, gdje se također dovodi pročišćena voda. Vodik koji nastaje u njemu koristi se u procesu hidrogasifikacije, a nakon finog pročišćavanja isporučuje se gorivoj ćeliji s krutim oksidom za proizvodnju električne energije.

U trećem koraku, CaCO3 nastao u reformingu kalcinira se pomoću topline oslobođene u gorivoj ćeliji te stvaranjem CaO i koncentriranog CO2 prikladnog za daljnju obradu.

Četvrti korak je pretvaranje kemijske energije vodika u električnu i toplinsku energiju, koja se vraća u ciklus.

CO2 se uklanja iz ciklusa i mineralizira u procesu karbonizacije minerala poput, na primjer, magnezijevog silikata, koji je u prirodi sveprisutan u količinama koje su za red veličine veće od rezervi ugljena. Krajnji produkti karbonizacije mogu se zbrinuti u osiromašenim rudnicima.

Učinkovitost pretvaranja ugljena u električnu energiju u takvom će sustavu biti oko 70%. Uz ukupne troškove uklanjanja CO2 od 15-20 USD po toni, to bi povećalo troškove električne energije za oko 0,01 USD / kWh.

Razmatrane tehnologije i dalje su stvar daleke budućnosti.

Danas je najvažnija mjera za osiguranje održivog razvoja ekonomski održivo očuvanje energije. Na području proizvodnje to je povezano s povećanjem učinkovitosti pretvorbe energije (u našem slučaju u termoelektranama) i uporabom sinergijskih tehnologija, t.j. kombinirana proizvodnja više vrsta proizvoda u jednoj instalaciji, nešto poput energetske tehnologije, popularna u našoj zemlji prije 40-50 godina. Naravno, sada se to provodi na drugačijoj tehničkoj osnovi.

Prvi primjer takvih instalacija bio je CCGT s rasplinjavanjem ostataka nafte, koji se već koriste pod komercijalnim uvjetima. Gorivo za njih je otpad rafinerija nafte (na primjer, koks ili asfalt), a proizvodi su električna energija, procesna para i toplina, komercijalni sumpor i vodik koji se koriste u rafineriji.

Daljinsko grijanje s kombiniranom proizvodnjom električne i toplinske energije, koje je rasprostranjeno u našoj zemlji, u biti je sinergetska tehnologija koja štedi energiju i u tom svojstvu zaslužuje mnogo više pozornosti nego što joj se pridaje u današnje vrijeme.

Pod "tržišnim" uvjetima koji prevladavaju u zemlji, troškovi proizvodnje električne i toplinske energije u kogeneracijama na parne turbine opremljenim zastarjelom opremom i neoptimalno opterećenim u mnogim su slučajevima pretjerano visoki i ne osiguravaju njihovu konkurentnost.

Ova se odredba nikako ne smije koristiti za reviziju temeljno zdrave ideje o kogeneraciji električne i toplinske energije. Naravno, pitanje se ne rješava preraspodjelom troškova između električne i toplinske energije o čijim se načelima već godinama neplodno raspravlja. No, ekonomičnost kogeneracijskih postrojenja i sustava opskrbe toplinom u cjelini može se značajno poboljšati poboljšanjem tehnologija (binarne CCGT jedinice na plin, CCGT jedinice na ugljen, predizolirani toplovodi, automatizacija itd.), Organizacijskim i strukturnim promjenama i mjere državne regulacije. Posebno su potrebni u tako hladnoj zemlji s dugim grijanjem kao što je naša.

Zanimljivo je međusobno uspoređivanje različitih tehnologija toplinske i električne energije. Rusko iskustvo, digitalno (određivanje cijena) i metodološko, ne daje osnova za takve usporedbe, a pokušaji učinjeni u tom smjeru nisu dovoljno uvjerljivi. Na ovaj ili onaj način morate privući strane izvore.

Izračuni mnogih organizacija, provedeni bez usklađivanja početnih podataka, kako u našoj zemlji tako i u inozemstvu, pokazuju da bez radikalne promjene omjera cijena između prirodnog plina i ugljena, koji se sada razvio u inozemstvu (plin po jedinici toplinske energije je oko dvostruko skuplji od ugljena), moderne CCGT jedinice ostaju konkurentne prednosti u odnosu na energetske jedinice na ugljen. Da bi se to promijenilo, omjer ovih cijena mora se povećati na ~ 4.

Godine napravljena je zanimljiva prognoza razvoja tehnologije. Pokazuje, na primjer, da se upotreba parnih pogonskih jedinica na lož ulje predviđa do 2025., a plinskih agregata - do 2035. godine; korištenje CCGT -a s rasplinjavanjem ugljena - od 2025. godine, i plinskih gorivnih ćelija - od 2035. godine; Jedinice CCGT -a pogonjene prirodnim plinom koristit će se nakon 2100., oslobađanje CO2 počet će nakon 2025., a u CCGT jedinicama s rasplinjavanjem ugljena nakon 2055. godine.

Uz sve neizvjesnosti takvih prognoza, oni skreću pozornost na bit dugoročnih energetskih problema i moguće načine za njihovo rješavanje.

Razvojem znanosti i tehnologije, koji se odvija u naše vrijeme, procesi koji se odvijaju u termoelektranama sve su intenzivniji i kompliciraniji. Pristup njihovoj optimizaciji se mijenja. Provodi se ne prema tehničkim, bilo je ranije, već prema ekonomskim kriterijima koji odražavaju zahtjeve tržišta, koji se mijenjaju i zahtijevaju povećanu fleksibilnost toplinskih i energetskih objekata, njihovu sposobnost prilagođavanja promjenjivim uvjetima. Projektiranje elektrana tijekom 30 godina gotovo nepromijenjenog rada sada je nemoguće.

Liberalizacija i uvođenje tržišnih odnosa u elektroenergetskoj industriji posljednjih su godina uzrokovali ozbiljne promjene u tehnologijama toplinske i električne energije, vlasničkoj strukturi i metodama financiranja energetske izgradnje. Pojavile su se komercijalne elektrane koje rade na slobodnom tržištu električne energije. Pristupi odabiru i dizajnu takvih elektrana vrlo su različiti od tradicionalnih. Često komercijalne termoelektrane opremljene snažnim CCGT jedinicama nemaju ugovore koji jamče neprekidnu opskrbu plinovitim gorivom tijekom cijele godine te moraju sklopiti ugovore koji ne jamče s nekoliko dobavljača plina ili biti podržani skupljim tekućim gorivom s povećanjem jedinična cijena termoelektrana za 4-5%.

Budući da se 65% troškova životnog ciklusa osnovnih i polu-vršnih TE odnosi na cijenu goriva, povećanje njihove učinkovitosti najvažniji je zadatak. Njegova važnost danas se čak povećala, uzimajući u obzir potrebu smanjenja specifičnih emisija u atmosferu.

U tržišnim uvjetima povećali su se zahtjevi za pouzdanost i dostupnost termoelektrana, koji se sada procjenjuju s komercijalnog stajališta: spremnost je neophodna kada se traži rad TE, a cijena nedostupnosti u različitim vremenima značajno se razlikuje.

Usklađenost s ekološkim zahtjevima i podrška lokalnih vlasti i javnosti neophodni su.

Općenito je preporučljivo povećati snagu tijekom razdoblja vršnih opterećenja, čak i ako se to postigne po cijenu nekog smanjenja učinkovitosti.

Posebno se razmatraju mjere za osiguranje pouzdanosti i spremnosti TE. U tu svrhu, MTBF i srednje vrijeme do oporavka izračunavaju se u fazi projektiranja, te se procjenjuje komercijalna učinkovitost mogućih načina poboljšanja dostupnosti. Mnogo se pažnje posvećuje

poboljšanje i kontrolu kvalitete dobavljača opreme i komponenti, te u projektiranju i izgradnji TE, kao i tehničke i organizacijske aspekte održavanja i popravaka.

U mnogim slučajevima prisilno isključivanje pogonskih jedinica rezultat je kvara na njihovoj pomoćnoj opremi postrojenja. S tim na umu, koncept održavanja cijele TE dobiva na popularnosti.

Drugi značajan napredak bilo je širenje usluga robne marke. Ugovori za nju predviđaju jamstva izvođača za izvođenje tekućih, srednjih i velikih popravaka u određenom roku; radove izvodi i nadzire kvalificirano osoblje, ako je potrebno u tvornici; ublažava se problem rezervnih dijelova itd. Sve to značajno povećava dostupnost hidroelektrana i smanjuje rizike njihovih vlasnika.

Prije petnaest ili dvadeset godina elektroenergetika je u našoj zemlji bila možda na najsuvremenijoj razini, osim plinskih turbina i sustava za automatizaciju. Aktivno su se razvijale nove tehnologije i oprema koje po tehničkoj razini nisu bile inferiorne u odnosu na strane. Industrijski projekti temeljili su se na istraživanjima moćnih industrijskih i akademskih institucija i sveučilišta.

U posljednjih 10-12 godina potencijal u elektroenergetskoj industriji i gradnji elektromotornih strojeva uvelike je izgubljen. Razvoj i izgradnja novih elektrana i napredne opreme praktički su prestali. Rijetke iznimke su razvoj plinskih turbina GTE-110 i GTE-180 te APCS KVINT i Kosmotronic, koje su postale značajan iskorak, ali nisu uklonile postojeći jaz.

Danas, s obzirom na fizičko propadanje i zastarjelost opreme, ruskoj elektroenergetici je prijeko potrebna obnova. Nažalost, trenutno nema ekonomskih uvjeta za aktivno ulaganje u energiju. Ako se takvi uvjeti pojave u nadolazećim godinama, domaće znanstvene i tehničke organizacije moći će - uz rijetke iznimke - razviti i proizvesti naprednu opremu potrebnu za elektroenergetsku industriju.

Naravno, razvoj njegove proizvodnje bit će povezan s velikim troškovima za proizvođače, a uporaba - prije akumulacije iskustva - s poznatim rizikom za vlasnike elektrana.

Potrebno je potražiti izvor za kompenzaciju ovih troškova i rizika, jer je jasno da vlastita proizvodnja jedinstvene energetske opreme zadovoljava nacionalne interese zemlje.

Sama elektroenergetska industrija može učiniti mnogo za sebe, razvijajući izvoz svojih proizvoda, stvarajući tako akumulacije za svoje tehničko poboljšanje i poboljšanje kvalitete. Ovo posljednje bitno je za dugoročnu stabilnost i prosperitet.

Slični dokumenti

Princip rada termalnih parnih turbina, kondenzacijskih i plinskih turbinskih elektrana. Klasifikacija parnog kotla: parametri i označavanje. Glavne karakteristike mlaznih i višestepenih turbina. Ekološki problemi termoelektrana.

seminarski rad, dodan 24.06.2009


Područja primjene i pokazatelji pouzdanosti plinskih turbina male i srednje snage. Princip rada plinskih turbinskih postrojenja, njihov dizajn i opis prema Brayton / Joule termodinamičkom ciklusu. Vrste i glavne prednosti plinskih turbinskih elektrana.

sažetak, dodano 14.08.2012


Karakteristike različitih vrsta elektrana. Izgradnja kondenzacijskih termoelektrana, grijanja, nuklearnih, dizel elektrana, hidro i vjetroelektrana, plinskih turbina. Regulacija napona i kompenzacija rezerve snage.

seminarski rad, dodan 10.10.2013


Važnost elektroenergetske industrije u gospodarstvu Ruske Federacije, njezin predmet i smjerovi razvoja, glavni problemi i izgledi. Opće karakteristike najvećih termo i nuklearnih, hidrauličnih elektrana, jedinstvenog energetskog sustava zemalja ZND -a.

test, dodano 01.03.2011


Sastav, klasifikacija ugljena. Proizvodi od pepela i troske i njihov sastav. Sadržaj elemenata u pepelu i trosnim materijalima kuznjeckog parnog ugljena. Struktura i građa ugljena. Strukturna jedinica makromolekule. Nužnost, metode duboke demineralizacije toplinskog ugljena.

sažetak, dodano 05.02.2011


Podrijetlo razvoja toplinske energije. Pretvaranje unutarnje energije goriva u mehaničku energiju. Pojava i razvoj industrijske proizvodnje početkom 17. stoljeća. Parni stroj i njegov princip rada. Rad parnog stroja dvostrukog djelovanja.

sažetak, dodano 21.06.2012


Karakterizacija parne turbine kao glavne opreme suvremenih termo i nuklearnih elektrana. Njegov termodinamički ciklus, procesi koji se odvijaju tijekom rada. Načini povećanja učinkovitosti ciklusa STU. Izgledi za izgradnju parnih turbina u Rusiji.

sažetak, dodano 29.01.2012


Opis procesa proizvodnje električne energije u termoelektranama, plinskim turbinama i kombiniranim toplinskim i elektranama. Proučavanje strukture hidrauličkih i skladišnih elektrana. Geotermalna i energija vjetra.

sažetak, dodano 25.10.2013


Proizvodnja električne energije. Glavne vrste elektrana. Utjecaj termo i nuklearnih elektrana na okoliš. Izgradnja suvremenih hidroelektrana. Dostojanstvo stanica plime i oseke. Postotak vrsta elektrana.

prezentacija dodana 23.03.2015


Numeričko istraživanje energetski učinkovitog rada kondenzacijskog agregata mini-termoelektrane u različitim uvjetima izmjene topline s okolišem. Razmatranje opće ovisnosti rada elektrana o uporabi različitih organskih radnih tvari.