Problemet dhe perspektivat e zhvillimit të energjisë. Energjia termike Teknologji të përparuara të energjisë së qymyrit

Kthehu përpara

Kujdes! Paraqitjet e rrëshqitjeve janë vetëm për qëllime informative dhe mund të mos përfaqësojnë të gjitha opsionet e prezantimit. Ne qofte se je i interesuar kjo pune ju lutemi shkarkoni versionin e plotë.

Prezantimi është një material shtesë për mësimet mbi zhvillimin e energjisë. Energjia e çdo vendi është baza për zhvillimin e forcave prodhuese, krijimin e bazës materiale dhe teknike të shoqërisë. Prezantimi pasqyron problemet dhe perspektivat e të gjitha llojeve të energjisë, llojet premtuese (të reja) të energjisë, përdor përvojën e pedagogjisë muzeale, punën e pavarur të kërkimit të studentëve (punë me revistën "Japan Today"), punën krijuese të studentëve (postera ) Prezantimi mund të përdoret në mësimet e gjeografisë në klasat 9 dhe 10, në aktivitete jashtëshkollore (klasa me zgjedhje, lëndë me zgjedhje), në mbajtjen e Javës së Gjeografisë "22 Prilli - Dita e Tokës", në mësimet e ekologjisë dhe biologjisë "Problemet globale të njerëzimit. Problemi i lëndëve të para dhe energjisë ”.

Në punën time, unë përdor metodën e të mësuarit të problemeve, e cila konsistonte në krijimin e situatave problemore para studentëve dhe zgjidhjen e tyre në procesin e aktiviteteve të përbashkëta të studentëve dhe mësuesve. Në të njëjtën kohë, pavarësia maksimale e studentëve u mor parasysh nën drejtimin e përgjithshëm të një mësuesi që drejton aktivitetet e studentëve.

Mësimi i bazuar në probleme lejon jo vetëm formimin e sistemit të nevojshëm të njohurive, aftësive dhe aftësive midis studentëve, për të arritur një nivel të lartë të zhvillimit të nxënësve të shkollës, por, e cila është veçanërisht e rëndësishme, ju lejon të formoni një stil të veçantë të aktivitetit mendor, hulumtim veprimtaria dhe pavarësia e nxënësve. Kur punojnë me këtë prezantim, studentëve u tregohet një drejtim aktual - aktivitetet kërkimore të nxënësve të shkollës.

Industria bashkon një grup industrish të angazhuara në nxjerrjen dhe transportimin e karburantit, prodhimin dhe transmetimin e energjisë tek konsumatori.

Burimet natyrore që përdoren për prodhimin e energjisë janë burimet e karburantit, burimet hidrike, energjia bërthamore, si dhe llojet alternative të energjisë. Vendndodhja e shumicës së industrive varet nga zhvillimi i energjisë elektrike. Vendi ynë ka rezerva të mëdha karburanti - burimet e energjisë... Rusia ishte, është dhe do të jetë një nga fuqitë kryesore energjetike në botë. Dhe kjo jo vetëm sepse vendi përmban 12% të rezervave të qymyrit në botë, 13% të naftës dhe 36% të rezervave të gazit natyror në botë, të cilat janë të mjaftueshme për të plotësuar plotësisht nevojat e tyre dhe për eksport në shtetet fqinje. Rusia është bërë një nga fuqitë kryesore energjetike në botë, kryesisht për shkak të krijimit të një potenciali unik prodhues, shkencor, teknik dhe personel të kompleksit të karburantit dhe energjisë.

Problemi i lëndës së parë

Burimet minerale- burimi kryesor, baza fillestare e qytetërimit njerëzor në pothuajse të gjitha fazat e zhvillimit të tij:

- Mineralet e karburantit;
- minerale minerale;
- Mineralet jo metalike.

Shkalla aktuale e konsumit të energjisë po rritet në mënyrë eksponenciale. Edhe nëse marrim parasysh se shkalla e rritjes së konsumit të energjisë elektrike do të ulet pak për shkak të përmirësimit të teknologjive të kursimit të energjisë, rezervat e lëndëve të para elektrike do të zgjasin maksimumi 100 vjet. Sidoqoftë, situata përkeqësohet nga mospërputhja midis strukturës së rezervave dhe konsumit të lëndëve të para organike. Pra, 80% e rezervave të karburanteve fosile janë thëngjill dhe vetëm 20% naftë dhe gaz, ndërsa 8/10 e konsumit modern të energjisë është nafta dhe gazi.

Rrjedhimisht, afati kohor është ngushtuar më tej. Sidoqoftë, vetëm sot njerëzimi po heq qafe idetë ideologjike se ato janë praktikisht të pafundme. Burimet minerale janë të kufizuara, praktikisht të pazëvendësueshme.

Problem energjie.

Sot, industria e energjisë në botë bazohet në burimet e energjisë:

- Minerale të djegshme;
- Mineralet organike të djegshme;
- Energjia e lumenjve. Format jo tradicionale të energjisë;
- Energjia e atomit.

Me shkallën aktuale të rritjes së çmimit të burimeve të karburantit të Tokës, problemi i përdorimit të burimeve të rinovueshme të energjisë po bëhet gjithnjë e më urgjent dhe karakterizon pavarësinë energjetike dhe ekonomike të shtetit.

Avantazhet dhe disavantazhet e TCP.

Përparësitë e TCP:

1. Kostoja e energjisë elektrike në hidrocentralet është shumë e ulët;
2. Gjeneratorët e hidrocentraleve mund të ndizen dhe fiken shpejt në varësi të konsumit të energjisë;
3. Nuk ka ndotje të ajrit.

Disavantazhet e TPP:

1. Ndërtimi i një hidrocentrali mund të jetë më shumë kohë dhe i shtrenjtë se burimet e tjera të energjisë;
2. Rezervuarët mund të mbulojnë zona të mëdha;
3. Digat mund të dëmtojnë peshkimin duke bllokuar rrugën drejt terreneve të pjelljes.

Avantazhet dhe disavantazhet e hidrocentraleve.

Përparësitë e hidrocentraleve:
- Ato ndërtohen shpejt dhe lirë;
- Ata punojnë në mënyrë konstante;
- Janë të vendosura pothuajse kudo;
- Prevalenca e termocentraleve në sektorin e energjisë të Federatës Ruse.

Disavantazhet e hidrocentraleve:

- Konsumoni shumë karburant;
- Kërkon një ndalesë të gjatë gjatë riparimeve;
- Shumë nxehtësi humbet në atmosferë, shumë gazra të ngurta dhe të dëmshme emetohen në atmosferë;
- Ndotësit kryesorë të mjedisit.

Në strukturën e prodhimit të energjisë elektrike në botë, vendi i parë i takon termocentraleve (TEC) - pjesa e tyre është 62%.
Një alternativë ndaj karburanteve fosile dhe një burim i ripërtëritshëm i energjisë është hidrocentralet. Hidrocentrali (HEC)- një termocentral që përdor energjinë e rrjedhës së ujit si një burim energjie. Hidrocentralet zakonisht ndërtohen në lumenj me diga dhe rezervuarë. Hidroenergjia është prodhimi i energjisë elektrike përmes përdorimit të burimeve të rinovueshme të lumenjve, baticës, gjeotermale. Ky përdorim i burimeve të rinovueshme të ujit nënkupton menaxhimin e përmbytjeve, forcimin e shtretërve të lumenjve, transferimin e burimeve ujore në zonat që vuajnë nga thatësira, ruajtjen e ujërave nëntokësore.
Sidoqoftë, edhe këtu, burimi i energjisë është mjaft i kufizuar. Kjo është për shkak të faktit se lumenjtë e mëdhenj, si rregull, janë shumë larg qendrave industriale ose kapacitetet e tyre përdoren pothuajse plotësisht. Kështu, hidroenergjia, e cila aktualisht siguron rreth 10% të prodhimit botëror të energjisë, nuk do të jetë në gjendje të rrisë ndjeshëm këtë shifër.

Problemet dhe perspektivat e centraleve bërthamore

Në Rusi, pjesa e energjisë bërthamore arrin 12%. Rezervat e uraniumit të minuar në Rusi kanë një potencial elektrik prej 15 trilionë. kWh, kjo është aq sa të gjithë termocentralet tona mund të prodhojnë në 35 vjet. Sot, vetëm energjia bërthamore
të aftë për ashpër dhe për afatshkurtër dobësojnë fenomenin e efektit serë. Siguria e hidrocentraleve është një problem urgjent. Viti 2000 shënoi fillimin e kalimit në qasje thelbësisht të reja për standardizimin dhe sigurimin e sigurisë nga rrezatimi të centraleve bërthamore.
Mbi 40 vjet të zhvillimit të energjisë bërthamore në botë, rreth 400 njësi të energjisë janë ndërtuar në 26 vende të botës. Përparësitë kryesore të energjisë bërthamore janë përfitimi i lartë përfundimtar dhe mungesa e emetimeve të produkteve të djegies në atmosferë; disavantazhet kryesore janë rreziku i mundshëm i ndotjes radioaktive të mjedisit nga produktet e ndarjes së karburantit bërthamor në një aksident dhe problemi i ripërpunimit të përdorur karburant bërthamor.

Jokonvencionale (energji alternative)

1. Energjia diellore... Shtë përdorimi i rrezatimit diellor për të gjeneruar energji në një formë. Energjia diellore përdor një burim të ripërtëritshëm të energjisë dhe në të ardhmen mund të bëhet miqësore me mjedisin.

Përfitimet e energjisë diellore:

- Disponueshmëria e përgjithshme dhe pashtershmëria e burimit;
- Në teori, plotësisht i sigurt për mjedisin.

Disavantazhet e energjisë diellore:

- Rrjedha e energjisë diellore në sipërfaqen e Tokës varet shumë nga gjerësia gjeografike dhe klima;
- Termocentrali nuk punon gjatë natës dhe nuk punon mjaftueshëm në mënyrë efikase në muzgun e mëngjesit dhe të mbrëmjes;
Qelizat fotovoltaike përmbajnë substanca toksike, për shembull, plumb, kadmium, galium, arsenik, etj, dhe prodhimi i tyre konsumon shumë substanca të tjera të rrezikshme.

2. Fuqia e erës... Kjo është një degë e energjisë e specializuar në përdorimin e energjisë së erës - energjia kinetike e masave të ajrit në atmosferë. Meqenëse energjia e erës është pasojë e aktivitetit të diellit, ajo klasifikohet si një energji e rinovueshme.

Perspektivat e energjisë së erës.

Energjia e erës është një industri në lulëzim, pasi në fund të vitit 2007 kapaciteti total i instaluar i të gjitha turbinave me erë ishte 94.1 gigavat, një rritje pesë herë që nga viti 2000. Fermat e erës në të gjithë botën në 2007 prodhuan rreth 200 miliardë kWh, që është afërsisht 1.3% e konsumit global të energjisë elektrike. Fermë me erë në det të hapur Middelgrunden, pranë Kopenhagenit, Danimarkë. Në kohën e ndërtimit, ishte më i madhi në botë.

Mundësitë për zbatimin e energjisë së erës në Rusi. Në Rusi, mundësitë e energjisë së erës mbeten praktikisht të parealizuara deri më sot. Një qëndrim konservator ndaj zhvillimit të ardhshëm të kompleksit të karburantit dhe energjisë pengon praktikisht futjen efektive të energjisë së erës, veçanërisht në rajonet veriore të Rusisë, si dhe në zonën e stepave të Qarkut Federal Jugor, dhe veçanërisht në rajonin e Volgograd Me

3. Inxhinieri termo -bërthamore. Dielli është një reaktor i shkrirjes natyrore. Një perspektivë edhe më interesante, edhe pse relativisht e largët, është përdorimi i energjisë së bashkimit bërthamor. Reaktorët e shkrirjes, sipas llogaritjeve, do të konsumojnë më pak karburant për njësi energjie, dhe si ky karburant vetë (deuterium, litium, helium-3) ashtu edhe produktet e sintezës së tyre janë jo-radioaktive dhe, për këtë arsye, miqësore me mjedisin.

Perspektivat për energjinë termonukleare. Kjo fushë e energjisë ka potencial të madh, aktualisht, në kuadrin e projektit ITER, në të cilin Evropa, Kina, Rusia, SHBA, Koreja e Jugut dhe Japonia janë të përfshira në Francë, ndërtimi i reaktorit më të madh termonuklear është duke u zhvilluar, qëllimi i të cilit është nxjerrja e CTS (Fuzioni i Kontrolluar Termonuklear) në një nivel të ri. Ndërtimi është planifikuar të përfundojë në 2010.

4. Biokarburanti, biogazi. Biokarburanti është një lëndë djegëse nga lëndët e para biologjike, të marra, si rregull, si rezultat i përpunimit të kërcellit të kallamit të sheqerit ose farës së rrushit, misrit, sojës. Bëhet një dallim midis biokarburanteve të lëngëta (për motorët me djegie të brendshme, p.sh. etanoli, metanoli, bionaftë) dhe të gaztë (biogaz, hidrogjen).

Llojet e biokarburanteve:

- Biomethanol
- Bioetanol
- Biobutanol
- Dimetil eter
- Bionaftë
- biogaz
- Hidrogjen

Për momentin, më të zhvilluar janë bionaftë dhe hidrogjen.

5. Energjia gjeotermale. Fshehur nën ishujt vullkanikë të Japonisë janë sasi të mëdha të energjisë gjeotermale, të cilat mund të shfrytëzohen duke nxjerrë ujë të nxehtë dhe avull. Përfitimi: Emeton rreth 20 herë më pak dioksid karboni në prodhimin e energjisë elektrike, gjë që zvogëlon ndikimin e tij në mjedisin global.

6. Energjia e valëve, baticës dhe zbaticës. Në Japoni, burimi më i rëndësishëm i energjisë janë turbinat me valë, të cilat shndërrojnë lëvizjen vertikale të valëve të oqeanit në presionin e ajrit që rrotullon turbinat e gjeneratorëve elektrikë. Një numër i madh i vozitjeve të baticës janë instaluar në bregdetin e Japonisë. Kështu përdoret energjia e oqeanit për të siguruar sigurinë e transportit oqeanik.

Potenciali i madh i energjisë së Diellit mund të sigurojë teorikisht të gjitha nevojat e energjisë në botë. Por efikasiteti i shndërrimit të nxehtësisë në energji elektrike është vetëm 10%. Kjo kufizon mundësitë e energjisë diellore. Vështirësitë themelore lindin gjithashtu kur analizohen mundësitë e krijimit të gjeneratorëve me fuqi të lartë duke përdorur energjinë e erës, baticën dhe zbaticën, energjinë gjeotermale, biogazin, karburantin vegjetal, etj. E gjithë kjo çon në përfundimin se mundësitë e të ashtuquajturave burime energjetike "të riprodhueshme" dhe relativisht miqësore me mjedisin janë të kufizuara, të paktën në të ardhmen relativisht të afërt. Edhe pse efekti i përdorimit të tyre në zgjidhjen e problemeve individuale të veçanta të furnizimit me energji tashmë mund të jetë mjaft mbresëlënës.

Sigurisht, ekziston optimizëm për mundësitë e energjisë termonukleare dhe metodave të tjera efikase të gjenerimit të energjisë, të studiuara intensivisht nga shkenca, por në shkallën aktuale të prodhimit të energjisë. Në zhvillimin praktik të këtyre burimeve të mundshme, do të duhen disa dekada për shkak të intensitetit të lartë të kapitalit dhe inercisë përkatëse në zbatimin e projekteve.

Puna kërkimore e studentëve:

1. Raport special "Energjia e Gjelbër" për të ardhmen: “Japonia është lider botëror në prodhimin e energjisë diellore. 90% e energjisë diellore të prodhuar në Japoni vjen nga panelet diellore në shtëpitë konvencionale. Qeveria japoneze ka vendosur një objektiv për vitin 2010 për të gjeneruar afërsisht 4.8 milion kWh energji nga panelet diellore. Prodhimi i energjisë nga biomasa në Japoni. Gazi metan lëshohet nga mbeturinat e kuzhinës. Motori funksionon me këtë gaz, i cili gjeneron energji elektrike, dhe gjithashtu krijon kushte të favorshme për mbrojtjen e mjedisit.

Sistemet moderne të ngrohjes dhe energjisë ndërmarrjet industriale përbëhet nga tre pjesë, nga efikasiteti i ndërveprimit të të cilave varet vëllimi dhe efikasiteti i konsumit të karburantit dhe burimeve të energjisë. Këto pjesë janë:

burimet e burimeve të energjisë, d.m.th. ndërmarrjet që prodhojnë llojet e kërkuara të burimeve të energjisë;

sistemet e transportit dhe shpërndarjes së burimeve të energjisë midis konsumatorëve. Më shpesh këto janë rrjete ngrohëse dhe elektrike; konsumatorët e burimeve të energjisë.

Secili nga pjesëmarrësit në prodhuesin e sistemit - konsumator i burimeve të energjisë ka pajisjet e veta dhe karakterizohet nga tregues të caktuar të energjisë dhe efikasitetit termodinamik. Në këtë rast, shpesh lind një situatë kur treguesit e efikasitetit të lartë të disa prej pjesëmarrësve në sistem nivelohen nga të tjerët, kështu që efikasiteti i përgjithshëm i sistemit të ngrohjes dhe energjisë rezulton të jetë i ulët. Më e vështira është faza e konsumit të burimeve të energjisë.

Niveli i përdorimit të burimeve të karburantit dhe energjisë në industrinë vendase lë shumë për të dëshiruar. Një studim i ndërmarrjeve në industrinë petrokimike tregoi se konsumi aktual i burimeve të energjisë tejkalon atë të kërkuar teorikisht me rreth 1.7-2.6 herë, d.m.th. përdorimi i synuar i burimeve të energjisë është rreth 43% e kostove reale të teknologjive të prodhimit. Kjo situatë vërehet në ndërmarrjet e industrisë kimike, teknike të gomës, ushqimit dhe industrisë, ku burimet sekondare termike përdoren në mënyrë të pamjaftueshme ose joefektive.

Flukset e nxehtësisë të lëngjeve që nuk përdoren në inxhinierinë e nxehtësisë industriale dhe sistemet e energjisë së nxehtësisë të një ndërmarrje janë kryesisht (t< 90 0 С) и газов (t< 150 0 С) (см. табл. 1.8).

Aktualisht, dihen modele mjaft efektive që bëjnë të mundur përdorimin e nxehtësisë së parametrave të tillë drejtpërdrejt në një strukturë industriale. Në lidhje me rritjen e çmimeve për burimet e energjisë, interesi për to po rritet, po krijohet prodhimi i shkëmbyesve të nxehtësisë dhe përdorimi i transformatorëve termikë, gjë që na lejon të shpresojmë për një përmirësim në të ardhmen e afërt me përdorimin e BRE -ve të tilla në industri Me

Siç tregojnë llogaritjet e efikasitetit të masave të kursimit të energjisë, secila njësi e energjisë termike (1 J, 1 kcal) jep një kursim ekuivalent të karburantit natyror pesëfish. Në ato raste kur ishte e mundur të gjendeshin zgjidhjet më të suksesshme, kursimet në karburantin natyror arritën në dhjetëfish.

Arsyeja kryesore për këtë është mungesa e fazave të ndërmjetme të prodhimit, pasurimit, transformimit, transportit të burimeve të energjisë së karburantit për të siguruar sasinë e burimeve të kursyera të energjisë. Investimet kapitale në masat e kursimit të energjisë janë 2-3 herë më të ulëta se sa kërkohet investimet kapitale në industritë nxjerrëse dhe të ngjashme për të marrë një sasi ekuivalente të karburantit fosil.

Brenda kuadrit të qasjes së krijuar tradicionalisht, sistemet e ngrohjes dhe energjisë të konsumatorëve të mëdhenj industrial konsiderohen në mënyrën e vetme - si një burim i burimeve të energjisë të cilësisë së kërkuar në sasinë e duhur në përputhje me kërkesat e rregulloreve teknologjike. Mënyra e funksionimit të sistemeve të ngrohjes dhe energjisë i nënshtrohet kushteve të diktuara nga konsumatori. Kjo qasje zakonisht çon në llogaritjet e gabuara në përzgjedhjen e pajisjeve dhe pranimin e zgjidhje efektive mbi organizimin e inxhinierisë së nxehtësisë dhe sistemeve të energjisë termike, d.m.th. te një tejkalim i fshehtë ose i dukshëm i burimeve të karburantit dhe energjisë, i cili, natyrisht, ndikon në koston e produkteve.

Në veçanti, një ndikim mjaft i fortë në treguesit e përgjithshëm efikasiteti i konsumit të energjisë të ndërmarrjeve industriale ndikohet nga sezonaliteti. Në periudhën e verës, zakonisht ka një furnizim të tepruar të teknologjisë së ngrohjes VER dhe në të njëjtën kohë ka probleme që lidhen me një vëllim dhe cilësi të pamjaftueshme të transportuesve të nxehtësisë ftohëse për shkak të një rritje të temperaturës së ujit që qarkullon. Në periudhën e temperaturave të ulëta të ajrit jashtë, përkundrazi, ka një konsumim të tepërt të energjisë termike të shoqëruar me një rritje të pjesës së humbjeve të nxehtësisë përmes gardheve të jashtëm, e cila është shumë e vështirë të zbulohet.

Kështu, sistemet moderne të ngrohjes dhe energjisë duhet të zhvillohen ose modernizohen në një marrëdhënie organike me teknologjinë e ngrohjes industriale, duke marrë parasysh oraret kohore dhe mënyrat e funksionimit të të dy njësive - konsumatorëve të ER dhe njësive, të cilat, nga ana tjetër, janë burime të BRE Me Detyrat kryesore të inxhinierisë industriale të energjisë termike janë:

sigurimi i balancës së burimeve të energjisë të parametrave të kërkuar në çdo interval kohor për funksionimin e besueshëm dhe ekonomik të njësive individuale dhe shoqatës së prodhimit në tërësi; zgjedhja optimale e bartësve të energjisë në aspektin e parametrave termofizikë dhe termodinamikë;

përcaktimi i nomenklaturës dhe mënyrave të funksionimit të rezervave dhe burimeve akumuluese të burimeve të energjisë, si dhe konsumatorëve alternativë të burimeve të energjisë gjatë periudhës së furnizimit të tepërt të tyre; identifikimi i rezervave për rritjen e efikasitetit energjetik të prodhimit në nivelin aktual të zhvillimit teknik dhe në të ardhmen e largët.

Në të ardhmen, TEC-et PP duket të jenë një kompleks kompleks energjetiko-teknologjik, në të cilin rrjedhat energjetike dhe teknologjike janë të ndërlidhura ngushtë. Në të njëjtën kohë, konsumatorët e karburantit dhe burimeve të energjisë mund të jenë burime të energjisë dytësore për instalimet teknologjike të një prodhimi të caktuar, një konsumator të jashtëm ose instalime të energjisë shfrytëzuese që gjenerojnë lloje të tjera të burimeve të energjisë.

Konsumi specifik i nxehtësisë për prodhimin e produktit prodhim industrial varion nga një deri në dhjetëra gigajoule për ton të produktit përfundimtar, në varësi të kapacitetit të instaluar të pajisjeve, natyrës së procesit teknologjik, humbjeve të nxehtësisë dhe uniformitetit të orarit të konsumit. Në të njëjtën kohë, më tërheqëset janë masat që synojnë rritjen e efikasitetit energjetik të industrive ekzistuese dhe mos futjen e ndryshimeve të rëndësishme në mënyrën e funksionimit të pajisjeve kryesore teknologjike. Më tërheqësja është organizimi i sistemeve të mbyllura të furnizimit me ngrohje bazuar në impiantet e shfrytëzimit, ndërmarrjet e të cilave kanë një pjesë të lartë të konsumit të avullit me presion të mesëm dhe të ulët dhe ujit të nxehtë.

Shumica e ndërmarrjeve karakterizohen nga humbje të konsiderueshme të nxehtësisë së furnizuar në sistem në shkëmbyesit e nxehtësisë të ftohur nga uji ose ajri në qarkullim - në kondensatorë, ftohës, frigoriferë, etj. Në kushte të tilla, është e këshillueshme që të organizohen sisteme të centralizuara dhe të grupuara me një bartës të nxehtësisë së ndërmjetme në mënyrë që të rikuperohet nxehtësia e shkarkuar. Kjo do të lejojë lidhjen e burimeve të shumta dhe konsumatorëve brenda të gjithë ndërmarrjes ose një nënndarje të dedikuar dhe sigurimin e ujit të nxehtë me parametrat e kërkuar të konsumatorëve industrialë dhe sanitarë.

Sistemet e mbyllura të furnizimit me ngrohje janë një nga elementët kryesorë të sistemeve të prodhimit pa mbeturina. Rigjenerimi i nxehtësisë së parametrave të ulët dhe transformimi i tij në nivelin e kërkuar të temperaturës mund të kthejë një pjesë të konsiderueshme të burimeve të energjisë, të cilat zakonisht shkarkohen në atmosferë drejtpërdrejt ose duke përdorur sisteme të riciklimit të furnizimit me ujë.

V sistemet teknologjike duke përdorur avull dhe ujë të nxehtë si bartës të energjisë, temperatura dhe presioni i nxehtësisë së furnizuar dhe shkarkuar në proceset e ftohjes janë të njëjta. Sasia e nxehtësisë së shkarkuar madje mund të tejkalojë sasinë e nxehtësisë së futur në sistem, pasi proceset e ftohjes zakonisht shoqërohen me një ndryshim në gjendjen e grumbullimit të substancës. Në kushte të tilla, është e mundur të organizoni shfrytëzimin e sistemeve të pompave të nxehtësisë të centralizuara ose lokale, të cilat bëjnë të mundur rikuperimin deri në 70% të nxehtësisë së shpenzuar në instalimet që konsumojnë nxehtësi.

Sisteme të tilla janë bërë të përhapura në SHBA, Gjermani, Japoni dhe vende të tjera, por në vendin tonë nuk i është kushtuar vëmendje e mjaftueshme krijimit të tyre, megjithëse janë të njohura zhvillimet teorike të kryera në vitet 30 të shekullit të kaluar. Aktualisht, situata po ndryshon dhe instalimet e pompave të nxehtësisë kanë filluar të futen në sistemet e furnizimit me ngrohje si për strehimin ashtu edhe për shërbimet komunale dhe objektet industriale.

Një nga zgjidhjet efektive është organizimi i përdorimit të sistemeve të ftohjes të bazuara në transformatorët thithës të nxehtësisë (ATT). Sistemet industriale të ftohjes bazohen në njësitë e ftohjes të tipit të kompresimit të avullit, dhe konsumi i energjisë elektrike për prodhimin e ftohjes arrin 15-20% të konsumit të tij të përgjithshëm në të gjithë ndërmarrjen. Transformatorët e absorbimit të nxehtësisë si burime alternative të furnizimit me ftohje kanë disa përparësi, në veçanti:

nxehtësia e ulët e ujit industrial, gazrat e tymit ose avulli i shkarkimit me presion të ulët mund të përdoret për të drejtuar ATT;

me të njëjtën përbërje të pajisjeve, ATT është e aftë të funksionojë si në modalitetin e furnizimit me të ftohtë ashtu edhe në atë të pompës së nxehtësisë për lëshimin e nxehtësisë.

Sistemet e furnizimit me ajër dhe të ftohtë të një ndërmarrje industriale nuk kanë një efekt të rëndësishëm në furnizimin me burime të energjisë ujore dhe mund të konsiderohen si konsumatorë të nxehtësisë në zhvillimin e masave të shfrytëzimit.

Në të ardhmen, duhet të presim shfaqjen e teknologjive thelbësisht të reja industriale pa mbeturina të bazuara në cikle të mbyllura të prodhimit, si dhe një rritje të konsiderueshme të pjesës së energjisë elektrike në strukturën e konsumit të energjisë.

Rritja e konsumit të energjisë elektrike në industri do të shoqërohet, para së gjithash, me zhvillimin e burimeve të lira të energjisë - reaktorë të shpejtë neutronikë, reaktorë termonuklearë, etj.

Në të njëjtën kohë, duhet të presim një përkeqësim të situatës ekologjike të lidhur me mbinxehjen globale të planetit për shkak të intensifikimit të "ndotjes termike" - një rritje të emetimeve termike në atmosferë.

Pyetjet e kontrollit dhe detyrat për temën 1

1. Cilat lloje të bartësve të energjisë përdoren për të kryer proceset kryesore teknologjike në departamentin e pirolizës, si dhe në fazën e ndarjes dhe ndarjes së produkteve të reagimit në prodhimin e etilenit?

2. Përshkruani pjesët hyrëse dhe dalëse të bilancit energjetik të furrës së pirolizës. Si ndikoi organizimi i ngrohjes së ujit të ushqimit tek ata?

3. Përshkruani strukturën e konsumit të energjisë në prodhimin e izoprenit me metodën e dehidrogjenizimit me dy faza. Cila është pjesa e konsumit të ujit të ftohtë dhe të ricikluar në të?

4. Analizoni strukturën e bilancit të nxehtësisë të prodhimit të alkoolit etilik sintetik me metodën e hidratimit të drejtpërdrejtë të etilenit. Listoni zërat e shpenzimeve të bilancit që lidhen me humbjet e energjisë termike.

5. Shpjegoni pse teknologjia e ngrohjes e bazuar në TAC klasifikohet si temperaturë e ulët.

6. Cilat karakteristika bëjnë të mundur vlerësimin e uniformitetit të ngarkesave të nxehtësisë gjatë gjithë vitit?

7. Jepni shembuj të teknologjive industriale që i përkasin grupit të dytë për sa i përket pjesës së konsumit të nxehtësisë për nevojat e veta.

8. Duke përdorur orarin ditor të konsumit të avullit në një fabrikë petrokimike, përcaktoni vlerat maksimale dhe minimale të tij dhe krahasojini ato. Përshkruani orarin mujor të konsumit të nxehtësisë të një fabrike petrokimike.

9. Çfarë shpjegon pabarazinë grafikët vjetorë ngarkesat termike të ndërmarrjeve industriale?

10. Krahasoni grafikët e ngarkesave vjetore të ndërmarrjeve të makinerisë dhe fabrikave kimike dhe formuloni përfundime.

11. A duhet që mbeturinat e prodhimit të djegshëm të konsiderohen gjithmonë si burime dytësore të energjisë?

12. Përshkruani strukturën e konsumit të nxehtësisë në industri, duke marrë parasysh nivelin e temperaturës së perceptimit të nxehtësisë.

13. Shpjegoni parimin e përcaktimit të sasisë së disponueshme të nxehtësisë të VER të produkteve të djegies të dërguara në kaldaja të nxehtësisë së mbeturinave.

14. Cila është kursimi ekuivalent i karburantit fosil i dhënë nga kursimi i një njësie të nxehtësisë në fazën e konsumit dhe pse?

15. Krahasoni vëllimet e prodhimit të burimeve të energjisë ujore në prodhimin e butadienit me metodën e dehidrogjenizimit me dy faza n-butani dhe me metodën e dekompozimit të kontaktit të alkoolit (shih tabelën. A.1.1).

Tabela P.l.l

Burimet dytësore të energjisë të industrisë petrokimike

Për të vlerësuar perspektivat e TEC -ve, para së gjithash, është e nevojshme të kuptohen avantazhet dhe disavantazhet e tyre në krahasim me burimet e tjera të energjisë elektrike.

Përfitimet përfshijnë sa vijon.

• 1. Ndryshe nga hidrocentralet, termocentralet mund të vendosen relativisht lirshëm, duke marrë parasysh karburantin e përdorur. TEC-et me gaz-naftë mund të ndërtohen kudo, pasi transporti i gazit dhe naftës është relativisht i lirë (në krahasim me qymyrin). Këshillohet që të gjenden termocentralet e thëngjillit të pluhurosur pranë burimeve të minierave të qymyrit. Deri tani, industria e energjisë ngrohëse "qymyri" është zhvilluar dhe ka një karakter të theksuar rajonal.
• 2. Kostoja specifike e kapacitetit të instaluar (kostoja e 1 kW e kapacitetit të instaluar) dhe periudha e ndërtimit për TEC -et janë dukshëm më të shkurtra se për NEC -et dhe HEC -et.
• 3. Prodhimi i energjisë elektrike në TEC, në ndryshim nga hidrocentralet, nuk varet nga stina dhe përcaktohet vetëm nga shpërndarja e karburantit.
• 4. Fushat e tjetërsimit të tokave ekonomike për TEC -et janë dukshëm më pak se për HEC -et, dhe, natyrisht, ato nuk mund të krahasohen me hidrocentralet, ndikimi i të cilave në mjedis mund të ketë një karakter larg atij rajonal. Shembuj janë kaskadat e hidrocentraleve në lumë. Volga dhe Dnieper.
• 5. Në TEC, ju mund të digjni pothuajse çdo lëndë djegëse, përfshirë thëngjillin e shkallës më të ulët, të çakëlluar me hirin, ujin, shkëmbin.
• 6. Ndryshe nga termocentralet bërthamore, nuk ka probleme me përdorimin e TEC -ve në fund të jetës së tyre të shërbimit. Si rregull, infrastruktura e një TEC -i "tejkalon" ndjeshëm pajisjet kryesore (kaldaja dhe turbina) të instaluara në të, dhe ndërtesat, salla e turbinave, sistemet e furnizimit me ujë dhe furnizimin me karburant, etj., Të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të fondeve , shërbejnë për një kohë të gjatë. Shumica e TC -ve të ndërtuara mbi 80 vjet sipas planit GOELRO janë ende në funksion dhe do të vazhdojnë të punojnë pas instalimit të turbinave dhe kaldajave të reja, më të avancuara mbi to.

Së bashku me këto avantazhe, TCP ka një numër disavantazhesh.

• 1. Termocentralet janë burimet më të “ndotura” të mjedisit të energjisë elektrike, veçanërisht ato që punojnë me lëndë djegëse sulfurike me hi të lartë. E vërtetë, të thuash se termocentralet bërthamore që nuk kanë emetime të vazhdueshme në atmosferë, por krijojnë një kërcënim të vazhdueshëm të ndotjes radioaktive dhe kanë probleme me ruajtjen dhe përpunimin e karburantit bërthamor të shpenzuar, si dhe asgjësimin e vetë termocentralit bërthamor pas përfundimit të jetës së tij të shërbimit, ose hidrocentralet që përmbytin zona të mëdha të tokës ekonomike dhe ndryshojnë klimën rajonale, janë ekologjikisht më të "pastër" është e mundur vetëm me një shkallë të konsiderueshme konvencioni.
• 2. TEC -et tradicionale kanë një efikasitet relativisht të ulët (më i mirë se ai i një centrali bërthamor, por shumë më i keq se ai i një njësie CCGT).
• 3. Ndryshe nga hidrocentralet, termocentralet mezi marrin pjesë në mbulimin e pjesës së ndryshueshme të orarit ditor të ngarkesës elektrike.
• 4. TEC -et varen ndjeshëm nga furnizimi me karburant, shpesh i importuar.

Pavarësisht nga të gjitha këto mangësi, TEC -et janë prodhuesit kryesorë të energjisë elektrike në shumicën e vendeve të botës dhe do të mbeten të tilla për të paktën 50 vitet e ardhshme.

Perspektivat për ndërtimin e termocentraleve të fuqishme kondensuese lidhen ngushtë me llojin e karburantit fosil të përdorur. Përkundër avantazheve të mëdha të karburantit të lëngshëm (naftë, mazut) si bartës i energjisë (vlera e lartë kalorifike, lehtësia e transportit), përdorimi i tij në TEC do të ulet gjithnjë e më shumë, jo vetëm për shkak të rezervave të kufizuara, por edhe për shkak të vlerës së tij të madhe si lëndë e parë për industrinë petrokimike. Për Rusinë, vlera e eksportit të karburantit të lëngshëm (naftës) është gjithashtu e një rëndësie të madhe. Prandaj, karburanti i lëngshëm (naftë) në TEC do të përdoret ose si lëndë djegëse rezervë në TEC-et e naftës, ose si lëndë djegëse ndihmëse në TEC-et e qymyrit të pluhurosur, i cili siguron djegie të qëndrueshme të pluhurit të thëngjillit në një kazan nën kushte të caktuara të funksionimit.

Përdorimi i gazit natyror në kondensimin e TEC-ve me turbinë me avull është iracional: për këtë, është e nevojshme të përdoren njësitë e shfrytëzimit të gazit me avull, të cilat bazohen në njësitë e turbinës me gaz të temperaturës së lartë.

Kështu, perspektiva afatgjatë e përdorimit të TC-ve klasike të turbinave me avull si në Rusi ashtu edhe jashtë saj lidhet kryesisht me përdorimin e thëngjillit, veçanërisht ato të shkallës së ulët. Kjo, natyrisht, nuk do të thotë përfundim i funksionimit të TEC-ve të naftës me gaz, të cilat gradualisht do të zëvendësohen me turbina me avull.

Ndikimet negative mjedisore dhe sociale të ndërtimit hidrocentrale të mëdhenj na bëjnë të shikojmë nga afër vendin e tyre të mundshëm në industrinë e energjisë elektrike të së ardhmes.

E ardhmja e hidrocentraleve

Hidrocentralet e mëdha kryejnë funksionet e mëposhtme në sistemin e energjisë:

1. gjenerimi i fuqise;
2. përputhja e shpejtë e fuqisë gjeneruese me konsumin e energjisë, stabilizimi i frekuencës në sistemin e energjisë;
3. akumulimi dhe ruajtja e energjisë në formën e energjisë potenciale të ujit në fushën gravitacionale të Tokës me shndërrim në energji elektrike në çdo kohë.

Prodhimi i energjisë dhe manovrat e energjisë janë të mundshme në çdo HEC të shkallës. Dhe akumulimi i energjisë për një periudhë nga disa muaj në disa vjet (për vitet e dimrit dhe të thatë) kërkon krijimin e rezervuarëve të mëdhenj.

Për krahasim, një bateri makinash 12 kg, 12 volt, 85 amp-orë mund të ruajë 1.02 kilovat-orë (3.67 MJ). Për të ruajtur një sasi të tillë energjie dhe për ta kthyer atë në energji elektrike në një njësi hidroelektrike me një efikasitet prej 0.92, ju duhet të ngrini 4 tonë (4 metra kub) ujë në një lartësi prej 100 m ose 40 tonë ujë në një lartësi prej 10 m

Për një hidrocentral me një kapacitet vetëm 1 MW për të operuar në ujë të ruajtur 5 muaj në vit për 6 orë në ditë në ujë të ruajtur, është e nevojshme të grumbullohet në një lartësi prej 100 m dhe më pas të kalojë nëpër një turbinë 3.6 milion ton ujë. Me një sipërfaqe rezervuari prej 1 km katror, ​​niveli do të ulet me 3.6 m. I njëjti vëllim i prodhimit në një termocentral nafte me një efikasitet prej 40% do të kërkojë 324 ton naftë. Kështu, në klimat e ftohta, ruajtja e energjisë së ujit për dimër kërkon diga të larta dhe rezervuarë të mëdhenj.

Përveç kësaj, në b O Në pjesën më të madhe të territorit të Rusisë në zonën e permafrost, lumenjtë e vegjël dhe të mesëm ngrijnë në fund në dimër. Në këto pjesë, hidrocentralet e vogla hidrocentrale janë të padobishme në dimër.

Hidrocentralet e mëdha janë të vendosura në mënyrë të pashmangshme në një distancë të konsiderueshme nga shumë konsumatorë, dhe kostot e ndërtimit të linjave të energjisë dhe humbjet e energjisë dhe telat e ngrohjes duhet të merren parasysh. Pra, për hidrocentralin Transsiberian (Shilkinskaya), kostoja e ndërtimit të një linje transmetimi-220 në Transsib me një gjatësi prej vetëm 195 km (shumë pak për një ndërtim të tillë) tejkalon 10% të të gjitha kostove. Kostot e ndërtimit të rrjeteve të transmetimit të energjisë janë aq domethënëse sa që në Kinë kapaciteti i turbinave me erë, të cilat ende nuk janë lidhur me rrjetin, tejkalon kapacitetin e të gjithë sektorit të energjisë në Rusi në lindje të Liqenit Baikal.

Kështu, perspektivat për hidrocentralet varen nga përparimet në teknologji dhe prodhim, dhe ruajtja dhe transmetimi i energjisë në tërësi.

Energjia është një industri shumë kapitale dhe për këtë arsye konservatore. Disa termocentrale janë ende në funksion, veçanërisht hidrocentralet e ndërtuara në fillim të shekullit XX. Prandaj, për të vlerësuar perspektivat për gjysmë shekulli, në vend të treguesve vëllimor të një ose një lloji tjetër të energjisë, është më e rëndësishme të shikoni shpejtësinë e përparimit në secilën teknologji. Treguesit e përshtatshëm të përparimit teknik në prodhim janë efikasiteti (ose përqindja e humbjeve), kapaciteti njësi i njësive, kostoja e 1 kilovat të energjisë prodhuese, kostoja e transmetimit prej 1 kilovat për 1 km, kostoja e ruajtjes së 1 kilovat-orë në ditë.

Ruajtja e energjisë

Magazinimi energjia elektrike është një industri e re në sektorin e energjisë. Për një kohë të gjatë, njerëzit ruanin karburant (dru zjarri, qymyr, pastaj naftë dhe produkte nafte në tanke, gaz në rezervuarë nën presion dhe objekte të magazinimit nëntokësor). Pastaj u shfaqën pajisjet mekanike të ruajtjes së energjisë (uji i ngritur, ajri i ngjeshur, super volantë, etj.), Midis tyre termocentralet e magazinimit të pompuar mbeten udhëheqësi.

Jashtë zonave permafrost, nxehtësia e grumbulluar nga ngrohësit diellorë të ujit tashmë mund të pompohet nën tokë për të ngrohur shtëpitë në dimër. Pas rënies së BRSS, eksperimentet mbi përdorimin e energjisë së nxehtësisë diellore për transformimet kimike pushuan.

Bateritë e njohura kimike kanë një numër të kufizuar të cikleve të ngarkimit-shkarkimit. Superkondensatorët kanë shumë më tepër O qëndrueshmëri më të madhe, por kapaciteti i tyre është ende i pamjaftueshëm. Akumulatorët e energjisë së fushës magnetike në mbështjelljet superpërçuese po përmirësohen shumë shpejt.

Një përparim në shpërndarjen e ruajtjes së energjisë do të ndodhë kur çmimi të bjerë në $ 1 për kilovat-orë. Kjo do të bëjë të mundur përdorimin gjerësisht të llojeve të prodhimit të energjisë që nuk janë të afta të veprojnë vazhdimisht (energjia diellore, era, baticës).

energji alternative

Nga teknologjia duke gjeneruar ndryshimi më i shpejtë po ndodh tani në energjinë diellore. Panelet diellore bëjnë të mundur prodhimin e energjisë në çdo sasi të kërkuar - nga karikimi i një telefoni deri te furnizimi i megave. Energjia e Diellit në Tokë është njëqind herë më shumë se llojet e tjera të energjisë të kombinuara.

Fermat me erë kanë kaluar një periudhë të rënies së çmimeve dhe janë në fazën e rritjes së madhësisë së kullës dhe kapacitetit gjenerues. Në vitin 2012, kapaciteti i të gjitha turbinave me erë në botë tejkaloi kapacitetin e të gjitha termocentraleve në BRSS. Sidoqoftë, në vitet 20 të shekullit 21, mundësitë për përmirësimin e turbinave me erë do të shterojnë dhe energjia diellore do të mbetet motori i rritjes.

Teknologjia e hidrocentraleve të mëdhenj ka kaluar "orën e saj më të mirë"; çdo dekadë, hidrocentrale të mëdhenj po ndërtohen gjithnjë e më pak. Vëmendja e shpikësve dhe inxhinierëve kthehet në termocentralet e baticës dhe valës. Sidoqoftë, baticat dhe valët e mëdha nuk janë kudo, kështu që roli i tyre do të jetë i parëndësishëm. Në shekullin 21, hidrocentrale të vegjël do të ndërtohen akoma, veçanërisht në Azi.

Marrja e energjisë elektrike nga nxehtësia që vjen nga zorrët e Tokës (energjia gjeotermale) është premtuese, por vetëm në zona të caktuara. Teknologjitë e djegies së karburanteve fosile do të konkurrojnë me energjinë diellore dhe të erës për disa dekada, veçanërisht aty ku ka pak erë dhe diell.

Teknologjitë me rritjen më të shpejtë janë prodhimi i gazit të djegshëm nga fermentimi i mbeturinave, piroliza ose dekompozimi në plazmë). Megjithatë, të ngurta mbeturinat shtëpiake gjithmonë para gazifikimit do të kërkohet klasifikimi (ose grumbullimi më mirë i veçantë).

Teknologjitë e TC -ve

Efikasiteti i termocentraleve të ciklit të kombinuar tejkaloi 60%. Ri-pajisja e të gjitha CHP-ve me gaz në avull-gaz (më saktësisht, gaz-avull) do të rrisë prodhimin e energjisë elektrike me më shumë se 50% pa rritur djegien e gazit.

CHP-të e qymyrit dhe të naftës janë shumë më keq se ato të gazit për sa i përket efikasitetit, çmimit të pajisjeve dhe sasisë së emetimeve të dëmshme. Për më tepër, nxjerrja e qymyrit kërkon jetën më të madhe të njerëzve për megavat orë energji elektrike. Gazifikimi i qymyrit do të zgjasë ekzistencën e industrisë së qymyrit për disa dekada, por profesioni i minatorit nuk ka gjasa të mbijetojë deri në shekullin e 22 -të. Ka shumë të ngjarë që turbinat me avull dhe gaz do të zëvendësohen duke përmirësuar me shpejtësi qelizat e karburantit në të cilat energjia kimike shndërrohet në energji elektrike duke anashkaluar fazat e marrjes së energjisë termike dhe mekanike. Ndërkohë, qelizat e karburantit janë shumë të shtrenjta.

Energjia bërthamore

Efikasiteti i centraleve bërthamore është rritur më ngadalë gjatë 30 viteve të fundit. Përmirësimet në reaktorët bërthamorë, secili kushtojnë disa miliardë dollarë, janë shumë të ngadalta dhe kërkesat e sigurisë po rrisin kostot e ndërtimit. "Rilindja bërthamore" nuk u zhvillua. Që nga viti 2006, vënia në punë e kapaciteteve të NPP -ve në botë është më pak se jo vënia në punë e fermave me erë, por edhe atyre diellore. Sidoqoftë, ka të ngjarë që disa termocentrale bërthamore të mbijetojnë deri në shekullin e 22 -të, megjithëse për shkak të problemit të mbeturinave radioaktive, përfundimi i tyre është i pashmangshëm. Ndoshta, reaktorët termonuklearë do të funksionojnë në shekullin 21, por numri i tyre i vogël, natyrisht, "nuk do të ndryshojë motin".

Deri tani, mundësia e realizimit të një "bashkimi të ftohtë" mbetet e paqartë. Në parim, mundësia e një reaksioni termonuklear pa temperatura ultra të larta dhe pa formimin e mbetjeve radioaktive nuk bie ndesh me ligjet e fizikës. Por perspektivat për të marrë energji të lirë në këtë mënyrë janë shumë të dyshimta.

Teknologjitë e reja

Dhe një fantazi e vogël në vizatimet. Tani në Rusi po testohen tre parime të reja të shndërrimit izotermik të nxehtësisë në energji elektrike. Këto eksperimente kanë shumë skeptikë: në fund të fundit, ligji i dytë i termodinamikës është shkelur. Deri më tani, është marrë një e dhjeta e një mikrovat. Nëse është i suksesshëm, bateria e orës dhe instrumentit do të shfaqet së pari. Pastaj llamba pa tela. Çdo llambë do të jetë një burim freski. Kondicionerët do të prodhojnë energji elektrike në vend që ta konsumojnë atë. Telat në shtëpi nuk do të jenë më të nevojshëm. Tooshtë shumë herët për të gjykuar kur fantazia shkencore bëhet e vërtetë.

Ndërkohë, ne kemi nevojë për tela. Më shumë se gjysma e çmimit të një kilovat-orë në Rusi llogaritet nga kostoja e ndërtimit dhe mirëmbajtjes së linjave të energjisë dhe nënstacioneve. Më shumë se 10% e energjisë elektrike të gjeneruar shpenzohet për telat e ngrohjes. Reduktimi i kostove dhe humbjeve lejon "rrjete të zgjuara", të cilat automatikisht menaxhojnë shumë konsumatorë dhe prodhues të energjisë. Në shumë raste, është më mirë të transferoni rrymë direkte sesa rrymë alternative për të zvogëluar humbjet. Në përgjithësi, telat e ngrohjes mund të shmangen duke i bërë ato superpërçues. Sidoqoftë, superpërcjellësit që veprojnë në temperaturën e dhomës nuk janë gjetur dhe nuk dihet nëse do të gjenden.

Për zonat e pakta të populluara me kosto të larta transporti, prevalenca dhe disponueshmëria e burimeve të energjisë është gjithashtu e rëndësishme.

Energjia më e zakonshme është nga Dielli, por Dielli nuk është gjithmonë i dukshëm (veçanërisht përtej Rrethit Arktik). Por në dimër dhe natën era shpesh fryn, por jo gjithmonë dhe jo kudo. Sidoqoftë, termocentralet e erës-diellore tashmë lejojnë disa herë të zvogëlojnë konsumin e naftës në fshatrat e largëta.

Disa gjeologë pohojnë se nafta dhe gazi formohen pothuajse kudo sot nga dioksidi i karbonit që hyn në tokë me ujë. Sidoqoftë, përdorimi i thyerjes hidraulike ("fracking") shkatërron vendet natyrore ku nafta dhe gazi mund të grumbullohen. Nëse kjo është e vërtetë, atëherë një sasi e vogël e naftës dhe gazit (dhjetë herë më pak se tani) mund të prodhohet pothuajse kudo pa dëmtuar qarkullimin gjeokimik të karbonit, por të eksportosh hidrokarbure do të thotë të privosh veten nga e ardhmja.

Shumëllojshmëria burime natyrore në botë do të thotë që prodhimi i qëndrueshëm i energjisë kërkon një kombinim të teknologji të ndryshme të zbatueshme për kushtet lokale. Në çdo rast, një sasi e pakufizuar e energjisë në Tokë nuk mund të merret për arsye mjedisore dhe burimesh. Prandaj, rritja e prodhimit të energjisë elektrike, çelikut, nikelit dhe gjërave të tjera materiale në Tokë në shekullin e ardhshëm në mënyrë të pashmangshme do të zëvendësohet me një rritje të prodhimit të intelektualit dhe shpirtërore.

Igor Eduardovich Shkradyuk

Dërgimi i punës suaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin më poshtë

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar ne http: // www. i miri ru /

1. Perspektivat për zhvillimin e energjisë termike

Njerëzimi plotëson rreth 80% të nevojave të tij për energji përmes lëndëve djegëse fosile: naftës, qymyrit, gazit natyror. Pjesa e tyre në bilancin e industrisë së energjisë elektrike është pak më e ulët - rreth 65% (39% - qymyr, 16% - gaz natyror, 9% - lëndë djegëse të lëngëta).

Sipas parashikimeve të Agjencisë Ndërkombëtare të Energjisë, deri në vitin 2020, me një rritje të konsumit të energjisë primare me 35%, pjesa e karburanteve fosile do të rritet në më shumë se 90%.

Sot, kërkesa për naftë dhe gaz natyror është përmbushur për 50-70 vjet. Sidoqoftë, përkundër rritjes së vazhdueshme të prodhimit, këto periudha nuk janë ulur në 20-30 vitet e fundit, por po rriten si rezultat i zbulimit të fushave të reja dhe përmirësimit të teknologjive të prodhimit. Sa i përket thëngjillit, rezervat e tij të rikuperueshme do të zgjasin më shumë se 200 vjet.

Kështu, nuk ka asnjë pyetje për mungesat e karburantit fosil. Çështja është t'i përdorim ato në mënyrën më racionale për të përmirësuar standardet e jetesës së njerëzve duke ruajtur pa kushte mjedisin e tyre. Kjo vlen plotësisht për industrinë e energjisë elektrike.

Në vendin tonë, karburanti kryesor për termocentralet është gazi natyror. Në të ardhmen e parashikueshme, pjesa e tij, me sa duket, do të ulet, megjithatë, konsumi absolut i termocentraleve do të mbetet afërsisht konstant dhe mjaft i madh. Për shumë arsye - jo gjithmonë të arsyeshme - nuk po përdoret mjaftueshëm në mënyrë efektive.

Konsumatorët e gazit natyror janë TC-të dhe CHP-të tradicionale të turbinave me avull, kryesisht me presione avulli prej 13 dhe 24 MPa (efikasiteti i tyre në modalitetin e kondensimit është 36-41%), por edhe CHPP të vjetra me parametra dukshëm më të ulët dhe kosto të larta prodhimi.

Usingshtë e mundur të rritet ndjeshëm efikasiteti i përdorimit të gazit kur përdorni turbina me gaz dhe teknologji të ciklit të kombinuar.

Kapaciteti maksimal i njësisë së uzinës së turbinave me gaz ka arritur në 300 MW deri tani, efikasiteti në punë autonome-36-38%, dhe në turbinat e gazit me shumë boshte të bazuara në motorët e avionëve me raporte presioni të lartë-40% ose më shumë, temperatura fillestare e gazit është 1300-1500 ° C, raporti i ngjeshjes është 20-30.

Për të siguruar suksesin praktik të besueshmërisë, efikasitetit termik, kostos së ulët të njësisë dhe kostove të funksionimit, sot turbinat me gaz të fuqisë janë projektuar sipas ciklit më të thjeshtë, në temperaturën maksimale të arritshme të gazit (po rritet vazhdimisht), me raporte presioni afër optimale ato përsa i përket punës specifike dhe efikasitetit të impianteve të kombinuara.të cilat përdorin nxehtësinë e gazrave të shkarkimit në turbinë. Kompresori dhe turbina janë të vendosura në të njëjtin bosht. Makinat turbo formojnë një njësi kompakte me një dhomë të integruar të djegies: unazore ose bllok-unazore. Zona e temperaturave dhe presionit të lartë është e lokalizuar në një hapësirë ​​të vogël, numri i pjesëve që i marrin ato është i vogël, dhe këto pjesë vetë janë përpunuar me kujdes. Këto parime janë rezultat i shumë viteve të evolucionit të projektimit.

Shumica e GTU me një kapacitet më të vogël se 25-30 MW është krijuar në bazë ose nga lloji i motorëve të aeroplanëve ose turbinave me gaz detar (GTE), të cilat karakterizohen nga mungesa e lidhësve horizontale dhe montimi i zorrëve dhe rotorëve përdorimi i lidhësve vertikalë, përdorimi i përhapur i kushinetave të rrotullimit, pesha dhe dimensionet e vogla. Jeta e shërbimit dhe treguesit e disponueshmërisë të kërkuar për funksionimin e tokës dhe termocentralit sigurohen në strukturat e avionëve me kosto të pranueshme.

Me një kapacitet prej më shumë se 50 MW, GTU është krijuar posaçërisht për termocentralet, dhe kryhet si një bosht i vetëm, me raporte të moderuara të ngjeshjes dhe një temperaturë mjaft të lartë të gazit të shkarkimit, gjë që lehtëson përdorimin e nxehtësisë së tyre. Për të zvogëluar madhësinë dhe koston dhe për të rritur efikasitetin, GTU me një kapacitet 50-80 MW kryhen si ato me shpejtësi të lartë me një gjenerator elektrik të drejtuar përmes një kuti ingranazhesh. Në mënyrë tipike, turbinat e tilla të gazit janë aerodinamikisht dhe strukturore të ngjashme me njësitë më të fuqishme të dizajnuara për drejtimin e drejtpërdrejtë të gjeneratorëve elektrikë me një shpejtësi rrotullimi prej 3600 dhe 3000 rpm. Ky simulim përmirëson besueshmërinë dhe zvogëlon kostot e zhvillimit dhe vendosjes.

Ajri i ciklit është ftohësi kryesor në njësinë e turbinës me gaz. Sistemet e ftohjes së ajrit zbatohen në thikat e hundës dhe rotorit, duke përdorur teknologji që ofrojnë vetitë e kërkuara me një kosto të pranueshme. Përdorimi i avullit ose ujit për ftohjen e turbinave mund të përmirësojë performancën e GTU dhe STU me parametrat e njëjtë të ciklit ose të sigurojë një rritje të mëtejshme në krahasim me ajrin në temperaturën fillestare të gazrave. Edhe pse bazat teknike për përdorimin e sistemeve të ftohjes me këto ftohës nuk janë aq të detajuar sa me ajrin, zbatimi i tyre po bëhet një çështje praktike.

Fabrika e turbinave me gaz ka zotëruar djegien "e ulët toksike" të gazit natyror. Mostshtë më efektive në dhomat e djegies që veprojnë në një përzierje homogjene të përgatitur më parë të gazit me ajër në ajër të madh (a = 2-2.1) ajër të tepërt dhe me një temperaturë pishtari uniforme dhe relativisht të ulët (1500-1550 ° C). Me një organizim të tillë të djegies, formimi i NOX mund të kufizohet në 20-50 mg / m3 në kushte normale (si standard, ato i referohen produkteve të djegies që përmbajnë 15% oksigjen) me një plotësi të lartë të djegies (përqendrimi i 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.

Muchshtë shumë më e vështirë të riprodhoni një teknologji të ngjashme të djegies "të ulët toksike" në karburant të lëngshëm. Sidoqoftë, ka suksese të caktuara edhe këtu.

Me rëndësi të madhe për përparimin e turbinave me gaz të palëvizshëm është zgjedhja e materialeve dhe teknologjive formuese që sigurojnë jetë të gjatë shërbimi, besueshmëri dhe kosto të moderuar të pjesëve të tyre.

Pjesët e turbinës dhe dhomës së djegies, të cilat lahen nga gazra të temperaturës së lartë që përmbajnë përbërës që mund të shkaktojnë oksidim ose gërryerje dhe përjetojnë stres të lartë mekanik dhe termik, janë bërë nga lidhjet komplekse të lidhura me bazë nikeli. Fletët janë ftohur intensivisht dhe janë bërë me shtigje të brendshme komplekse duke përdorur metodën e hedhjes së saktë, e cila lejon përdorimin e materialeve dhe marrjen e formave të pjesëve që janë të pamundura me teknologjitë e tjera. Vitet e fundit, hedhja e teheve me kristalizim të drejtuar dhe të vetëm është përdorur gjithnjë e më shumë, gjë që bën të mundur përmirësimin e dukshëm të vetive të tyre mekanike.

Sipërfaqet e pjesëve më të nxehta mbrohen me veshje që parandalojnë gërryerjen dhe ulin temperaturën e metalit bazë.

Thjeshtësia dhe madhësia e vogël e madje edhe turbinave të fuqishme me gaz dhe pajisjet e tyre ndihmëse bëjnë teknikisht të mundur furnizimin e tyre me blloqe të mëdha, të bëra nga fabrika me pajisje ndihmëse, lidhje tubacioni dhe kabllo, të testuara dhe të rregulluara për funksionimin normal. Kur instalohet jashtë një ndërtese, një zorrë (zorrë) është një përbërës i secilës njësi, e cila mbron pajisjet nga moti i keq dhe zvogëlon emetimet e zërit. Blloqet janë instaluar në themele të sheshta dhe të lidhura. Hapësira nën veshje është e ajrosur.

Industria e energjisë në Rusi ka një përvojë afatgjatë, megjithëse të paqartë, në funksionimin e një njësie të turbinës me gaz me një kapacitet prej 2.5 deri në 100 MW. Një shembull i mirë është turbina me gaz CHP, e cila ka funksionuar për më shumë se 25 vjet në kushtet e vështira klimatike të Yakutsk, në një sistem energjie të izoluar me një ngarkesë të pabarabartë.

Aktualisht, turbinat me gaz operojnë në termocentralet në Rusi, të cilat janë dukshëm inferiore ndaj atyre të huaja për sa i përket parametrave dhe treguesve të tyre. Për të krijuar turbina të gazit me fuqi moderne, këshillohet që të kombinohen përpjekjet e ndërmarrjeve të inxhinierisë së energjisë dhe motorëve të avionëve bazuar në teknologjinë e aviacionit.

Një termocentral 110 MW tashmë është prodhuar dhe është duke u testuar, i prodhuar nga ndërmarrjet e mbrojtjes Mash-project (Nikolaev, Ukrainë) dhe Saturn (Rybinsk Motors), i cili ka performancë mjaft moderne.

Madhësi të ndryshme standarde të turbinave me gaz të fuqisë së mesme janë krijuar në vend në bazë të avionëve ose motorëve detarë. Disa njësi GTD-16 dhe GTD-25 "Mashinproekt", GTU-12 dhe GTU-16P të Perm "Aviadvigatel", AL-31ST "Saturn" dhe NK-36 "NK Engines" stacione kompresor të tubacioneve kryesore të gazit. Për shumë vite, qindra GTU të mëparshme të ndërmarrjeve Trud (tani NK Engines) dhe Mashproekt kanë funksionuar atje. Ekziston një përvojë e pasur dhe, në përgjithësi, pozitive e funksionimit në termocentralet e GTU Mashproekt 12 MW, e cila shërbeu si bazë për PT-15 më të fuqishëm.

Në impiantet moderne të turbinave me gaz të fuqisë së lartë, temperatura e gazrave të shkarkimit në turbinë është 550-640 ° C. Nxehtësia e tyre mund të përdoret për furnizim me nxehtësi ose të përdoret në ciklin e avullit, me një rritje të efikasitetit të impiantit të kombinuar të gazit me avull deri në 55-58%, të marra aktualisht në kohën e tanishme. Kombinime të ndryshme të cikleve të turbinës me gaz dhe turbinës me avull janë të mundshme dhe praktikisht aplikohen. Midis tyre, ato binare dominojnë, me furnizimin e të gjithë nxehtësisë në dhomën e djegies të GTU, prodhimin e avullit me parametra të lartë në bojlerin e nxehtësisë së mbeturinave pas GTU dhe përdorimin e tij në turbinën me avull.

PTU-ja e parë e tipit binar në vendin tonë funksionon në TEC-in Veriperëndimor të Shën Petersburg për rreth 2 vjet. Kapaciteti i tij është 450 MW. Njësia CCGT përfshin dy turbina me gaz V94.2 të zhvilluara nga Siemens, të furnizuar nga ndërmarrja e saj e përbashkët me LMZ, Interturbo, 2 kaldaja për ngrohje të mbeturinave dhe një turbinë me avull. Furnizimi i një blloku ACS për njësinë CCGT u krye nga një konsorcium i firmave perëndimore. E gjithë pjesa tjetër e pajisjeve kryesore dhe ndihmëse furnizohej nga ndërmarrjet vendase.

Deri në 01.09.02, njësia CCGT funksionoi në modalitetin e kondensimit për 7200 orë kur funksiononte në modalitetin në rangun e kontrollit (300-450 MW) me një efikasitet mesatar prej 48-49%; efikasiteti i tij i llogaritur është 51%.

Në një njësi të ngjashme CCGT me GTE-110 vendas, është e mundur të merret edhe një efikasitet pak më i lartë.

Edhe efikasiteti më i lartë, siç mund të shihet nga e njëjta tabelë, do të sigurojë përdorimin e GTE-180 të projektuar aktualisht.

Me përdorimin e turbinave të gazit të projektuara aktualisht, është e mundur të arrihen tregues dukshëm më të lartë, jo vetëm në ndërtimet e reja, por edhe në pajisjet teknike të TEC-ve ekzistuese. Importantshtë e rëndësishme që me ri-pajisjen teknike me ruajtjen e infrastrukturës dhe një pjesë të konsiderueshme të pajisjeve dhe zbatimin e njësive binare CCGT mbi to, është e mundur të arrihen afër vlerave optimale të efikasitetit me një rritje të konsiderueshme të fuqia e termocentraleve.

Sasia e avullit që mund të krijohet në bojlerin e nxehtësisë së mbeturinave të instaluar prapa GTE-180 është afër xhiros së një dalje të turbinës me avull K-300. Në varësi të numrit të shkarkimeve të mbajtura gjatë atyre riarmatimit, është e mundur të përdorni 1,2 ose 3 GTE-180. Për të shmangur mbingarkesën e shkarkimit në temperatura të ulëta të ambientit, këshillohet të përdorni një skemë me tre qark të seksionit të avullit me ngrohje të avullit, në të cilën fuqia më e madhe e njësisë CCGT arrihet me një normë më të ulët të rrjedhës së avullit në kondensator.

Ndërsa mirëmbahen të tre prizat, një CCGT me një kapacitet prej rreth 800 MW vendoset në një qelizë të dy njësive të energjisë fqinje: njëra turbinë me avull mbetet, dhe tjetra çmontohet.

Kostoja specifike e atyre pajisjeve të reja në ciklin CCGT do të jetë 1.5 herë ose më e lirë se ndërtimi i ri.

Zgjidhje të ngjashme janë të këshillueshme për pajisjet e reja të gazit dhe karburantit GRES me njësi energjie prej 150 dhe 200 MW. GTE më pak i fuqishëm mund të përdoret gjerësisht mbi to.

Për arsye ekonomike, në radhë të parë, impiantet e CHP kanë nevojë për ripajisje teknike. Për ta, njësitë më tërheqëse binare CCGT të këtij lloji, si në CHPP Veri-Perëndim të Shën Petersburg, lejojnë të rrisin në mënyrë dramatike prodhimin e energjisë elektrike për konsum termik dhe të ndryshojnë raportin midis ngarkesës elektrike dhe nxehtësisë brenda kufijve të gjerë, ndërsa ruajtja e një faktori të përgjithshëm të lartë të përdorimit të karburantit. Moduli i punuar në Severo-Zapadnaya CHPP: GTU-kaldaja e nxehtësisë së mbeturinave që gjeneron 240 t / h avull, mund të përdoret drejtpërdrejt për të furnizuar turbinat PT-60, PT-80 dhe T-100.

Me një ngarkesë të plotë të shkarkimeve të tyre, shkalla e rrjedhës masive të avullit nëpër fazat e para të këtyre turbinave do të jetë dukshëm më e ulët se ajo nominale dhe do të jetë e mundur të kalohet në presionet e reduktuara karakteristike të CCGT-450. Kjo, si dhe një ulje e temperaturës së avullit të gjallë në më pak se 500-510 ° C, do të heqë pyetjen e shterimit të burimit të këtyre turbinave. Edhe pse kjo do të shoqërohet me një rënie të kapacitetit të turbinave me avull, kapaciteti i përgjithshëm i njësisë do të jetë më shumë se dyfish, dhe efikasiteti i prodhimit të energjisë së tij, pavarësisht nga mënyra (furnizimi me nxehtësi), do të jetë dukshëm më i lartë se ai i më të mirëve njësitë e fuqisë kondensuese.

Një ndryshim i tillë në tregues ndikon rrënjësisht në efikasitetin e impianteve të CHP. Kostot totale të prodhimit të energjisë elektrike dhe nxehtësisë do të ulen, dhe konkurrueshmëria e impianteve të CHP në tregjet e të dy llojeve të produkteve - siç dëshmohet nga llogaritjet financiare dhe ekonomike - do të rritet.

Në termocentralet, në bilancin e karburantit të të cilave ka një pjesë të madhe të naftës ose qymyrit, por ka edhe gaz natyror, në një sasi të mjaftueshme për të fuqizuar një njësi të turbinës me gaz, superstrukturat e turbinës me gaz termodinamikisht më pak efikase mund të jenë të këshillueshme.

Për industrinë e brendshme të energjisë termike, detyra më e rëndësishme ekonomike është zhvillimi dhe përdorimi i gjerë i termocentraleve me gaz me parametrat dhe treguesit që janë arritur tashmë në botë. Detyra më e rëndësishme shkencore është të sigurojë projektimin, prodhimin dhe funksionimin e suksesshëm të këtyre turbinave me gaz.

Sigurisht, ka ende shumë mundësi për zhvillimin e mëtejshëm të njësive GTU dhe CCGT dhe një rritje të performancës së tyre. CCP me një efikasitet prej 60% janë projektuar jashtë vendit dhe detyra është që ta rrisin atë në të ardhmen e parashikueshme në 61.5-62%. Për këtë qëllim, në vend të ajrit ciklik, avulli përdoret si ftohës në njësinë e turbinës me gaz, dhe bëhet një integrim më i afërt i cikleve të turbinës së gazit dhe avullit.

Mundësi edhe më të mëdha hapen me krijimin e instalimeve "hibride" në të cilat një turbinë me gaz (ose CCGT) është ndërtuar mbi një qelizë karburanti.

Qelizat e karburantit me temperaturë të lartë (FC), oksid i ngurtë ose i bazuar në karbonatet e shkrirë, që veprojnë në temperatura prej 850 dhe 650 ° C, shërbejnë si burime të nxehtësisë për turbinën e gazit dhe ciklin e avullit. Projektet specifike me një kapacitet prej rreth 20 MW - kryesisht në Shtetet e Bashkuara - kanë llogaritur efikasitetin prej 70%.

Këto njësi janë krijuar për të operuar në gaz natyror me një reformator të brendshëm. Natyrisht, është e mundur që ato të funksionojnë me gaz sintezë ose hidrogjen të pastër të marrë nga gazifikimi i qymyrit dhe të krijohen komplekse në të cilat përpunimi i qymyrit është i integruar në ciklin teknologjik.

Programet ekzistuese vendosin detyrën e rritjes së kapacitetit të uzinave hibride deri në 300 MW dhe më shumë në të ardhmen, dhe efikasitetin e tyre - deri në 75% në gaz natyror dhe 60% në qymyr.

Karburanti i dytë më i rëndësishëm për industrinë e energjisë është qymyri. Në Rusi, depozitat më produktive të qymyrit - Kuznetsk dhe Kansko -Achinsk - janë të vendosura në jug të Siberisë qendrore. Qymyri i këtyre depozitave është i ulët në squfur. Kostoja e nxjerrjes së tyre është e ulët. Sidoqoftë, fusha e aplikimit të tyre aktualisht është e kufizuar për shkak të kostos së lartë të transportit hekurudhor. Në pjesën evropiane të Rusisë, në Urale dhe Lindjen e Largët, kostot e transportit tejkalojnë koston e nxjerrjes së qymyrit Kuznetsk me 1.5-2.5 herë, dhe qymyrit Kansk-Achinsk-me 5.5-7.0 herë.

Në pjesën evropiane të Rusisë, qymyri është minuar me një metodë miniere. Në thelb, këto janë thëngjill nga Pechora, antracitë e Donbasit Jugor (inxhinierët e energjisë marrin shfaqjet e tyre - shtyb) dhe qymyr kafe të rajonit të Moskës. Të gjithë ata janë me hi të lartë dhe squfur. Për shkak të kushteve natyrore (gjeologjike ose klimatike), kostoja e prodhimit të tyre është e lartë, dhe konkurrueshmëria kur përdoret në termocentrale është e vështirë të sigurohet, veçanërisht me shtrëngimin e pashmangshëm të kërkesave mjedisore dhe zhvillimin e një tregu të qymyrit me avull në Rusi.

Aktualisht, TEC -et përdorin thëngjill që ndryshojnë shumë në cilësi: më shumë se 25% e konsumit të tyre të përgjithshëm kanë një përmbajtje hiri më shumë se 40%; 18.8% - vlera kalorifike nën 3000 kcal / kg; 6.8 milion ton qymyr - përmbajtje squfuri mbi 3.0%. Sasia e përgjithshme e çakëllit në qymyr është 55 milion ton në vit, duke përfshirë shkëmbin - 27.9 milion ton dhe lagështi - 27.1 milion ton. Si rezultat, është shumë e rëndësishme të përmirësohet cilësia e qymyrit me avull.

Perspektiva e përdorimit të qymyrit në industrinë ruse të energjisë elektrike do të përcaktohet nga politika shtetërore e çmimeve për gazin natyror dhe qymyrin. Vitet e fundit, ka pasur një situatë absurde kur gazi në shumë rajone të Rusisë është më i lirë se qymyri. Mund të supozohet se çmimet e gazit do të rriten më shpejt dhe do të bëhen më të larta se çmimet e qymyrit në disa vjet.

Për të zgjeruar përdorimin e qymyrit Kuznetsk dhe Kansk-Achinsk, këshillohet të krijoni kushte preferenciale për transportin e tyre hekurudhor dhe të zhvilloni metoda alternative për transportin e qymyrit: me ujë, përmes tubacioneve, në një gjendje të pasuruar, etj.

Për arsye strategjike, në pjesën evropiane të Rusisë, është e nevojshme të ruhet prodhimi i një sasie të caktuar të qymyrit termik të cilësisë më të mirë dhe në minierat më produktive, edhe nëse kjo kërkon subvencione shtetërore.

Përdorimi i qymyrit në termocentralet në njësitë konvencionale të energjisë me avull është komercialisht i zbatueshëm sot dhe do të jetë efikas për të ardhmen e parashikueshme. turbina me gaz industria e energjisë qymyri rus

Në Rusi, qymyri digjet në termocentralet kondensuese të pajisura me njësi energjie prej 150, 200, 300, 500 dhe 800 MW, dhe në termocentrale me kaldaja me një kapacitet deri në 1000 t / orë.

Megjithë cilësinë e ulët të thëngjillit dhe paqëndrueshmërinë e karakteristikave të tyre gjatë shpërndarjes, tregues të lartë teknikë, ekonomikë dhe operacionalë u arritën në blloqet e qymyrit vendas menjëherë pas zhvillimit të tyre.

Kaldaja të mëdha përdorin ndezjen e pluhurit të thëngjillit, kryesisht me heqjen e hirit të ngurtë. Djegia mekanike nuk kalon, si rregull, 1-1.5% kur digjet qymyr i fortë dhe 0.5% - qymyr kafe. Ajo rritet në 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.

Vitet e fundit, blloqet e qymyrit kanë funksionuar në një mënyrë alternative me shkarkim të thellë ose mbyllje brenda natës. Një efikasitet i lartë, afër atij nominal mbetet mbi to në shkarkimin deri në N3JI = 0.4 - = - 0.5 NH0M.

Situata është më e keqe në lidhje me mbrojtjen e mjedisit. Në TEC-et ruse me qymyr nuk ka sisteme operative për desulfurizimin e gazit të tymit, nuk ka sisteme katalitike për heqjen e NOX nga ana e tyre. Reshjet elektrostatike të instaluara për grumbullimin e hirit nuk janë mjaft efikase; Në kaldaja me një kapacitet deri në 640 t / h, ciklone të ndryshme edhe më pak efikase dhe aparate të lagështa përdoren gjerësisht.

Ndërkohë, për të ardhmen e inxhinierisë së energjisë termike, harmonizimi i saj me mjedisin është i një rëndësie të madhe. Mostshtë më e vështirë të arrihet kur përdorni qymyrin si lëndë djegëse, e cila përmban një pjesë minerale të padjegshme dhe komponime organike të squfurit, azotit dhe elementëve të tjerë që formojnë substanca të dëmshme për natyrën, njerëzit ose strukturat pas djegies së qymyrit.

Në nivelin lokal dhe rajonal, ndotësit kryesorë të ajrit emetimet e të cilëve janë të rregulluar janë oksidet e gaztë të squfurit dhe azotit dhe grimcat (hiri). Kufizimi i tyre kërkon vëmendje dhe kosto të veçantë.

Në një mënyrë apo tjetër, emetimet e përbërjeve organike të paqëndrueshme (ndotësit më të rëndë, në veçanti benzopireni), metalet e rënda (për shembull, merkuri, vanadiumi, nikeli) dhe ujërat e ndotura të ndotura në trupat e ujit gjithashtu kontrollohen.

Kur racionon emetimet nga termocentralet, shteti i kufizon ato në një nivel që nuk shkakton ndryshime të pakthyeshme në mjedis ose shëndetin e njerëzve që mund të ndikojnë negativisht në kushtet e jetesës së brezave aktual dhe të ardhshëm. Përcaktimi i këtij niveli shoqërohet me shumë pasiguri dhe varet në një masë të madhe nga mundësitë teknike dhe ekonomike, pasi kërkesat e paarsyeshme të rrepta mund të çojnë në rritjen e kostove dhe përkeqësojnë situatën ekonomike të vendit.

Me zhvillimin e teknologjisë dhe forcimin e ekonomisë, mundësitë për zvogëlimin e emetimeve nga TC -të po zgjerohen. Prandaj, është e ligjshme të flasësh (dhe të përpiqesh!) Për ndikimin minimal të imagjinueshëm teknikisht dhe ekonomikisht të TEC -ve në mjedis dhe të shkosh për këtë me kosto të rritura, megjithatë, ato në të cilat konkurrenca e TEC -ve është ende e siguruar. Diçka e ngjashme po bëhet tani në shumë vende të zhvilluara.

Le të kthehemi, megjithatë, në termocentralet tradicionale të qymyrit.

Sigurisht, filtrat elektrikë dhe pëlhura relativisht të lirë të zotëruar dhe efektivë për heqjen radikale të gazrave të tymit që emetohen në atmosferë duhet të përdoren para së gjithash. Vështirësitë me precipituesit elektrostatikë tipikë për sektorin e energjisë ruse mund të eliminohen duke optimizuar madhësinë dhe modelin e tyre, duke përmirësuar sistemet e energjisë duke përdorur pajisjet e para-jonizimit dhe alternuar, të ndërprerë ose të pulsuar, dhe duke automatizuar kontrollin e funksionimit të filtrit. Në shumë raste, është e këshillueshme që të ulet temperatura e gazrave që hyjnë në precipituesin elektrostatik.

Për të zvogëluar emetimet e oksideve të azotit në atmosferë, masat teknologjike përdoren kryesisht. Ato konsistojnë në ndikimin në procesin e djegies duke ndryshuar modelin dhe mënyrat e funksionimit të ndezësve dhe pajisjeve të djegies dhe krijimin e kushteve në të cilat formimi i oksideve të azotit është i vogël ose i pamundur.

Në kaldaja që veprojnë në qymyr Kansk-Achinsk për të zvogëluar formimin e oksideve të azotit, këshillohet të përdorni parimin e provuar të djegies me temperaturë të ulët. Me tre faza të furnizimit me karburant, raporti i ajrit të tepërt në zonën e djegies aktive do të jetë 1.0-1.05. Një tepricë e oksidantit në këtë zonë në prani të transferimit intensiv të masës në vëllim do të sigurojë një shkallë të ulët të skorjes. Kështu që tërheqja e një pjese të ajrit nga zona aktive e djegies nuk rrit temperaturën e gazrave në vëllimin e saj, një sasi zëvendësuese e gazrave të qarkullimit i jepet pishtarit. Me një organizim të tillë të djegies, është e mundur të zvogëlohet përqendrimi i oksideve të azotit në 200-250 mg / m3 në ngarkesën e vlerësuar të njësisë së energjisë.

Për të zvogëluar emetimet e oksidit të azotit, SibVTI po zhvillon një sistem për ngrohjen e pluhurit të thëngjillit para djegies, i cili do të zvogëlojë emetimet e NOX në më pak se 200 mg / m3.

Kur përdorni qymyr të fortë Kuznetsk në njësi 300-500 MW, duhet të përdoren djegës me toksikë të ulët dhe djegie të karburantit në fazë për të zvogëluar formimin e NOX. Kombinimi i këtyre masave mund të sigurojë emetime të NOX<350 мг/м3.

Especiallyshtë veçanërisht e vështirë të zvogëlohet formimi i NOX kur digjet karburant me reaktivitet të ulët (ASh dhe Kuznetskiy ligët) në kaldaja me heqje të hirit të lëngët nga fundi. Aktualisht, kaldaja të tilla kanë përqendrime NOX prej 1200-1500 mg / m3. Nëse gazi natyror është i disponueshëm në termocentralet, këshillohet që të organizoni një djegie me tre faza me zvogëlimin e NOX në pjesën e sipërme të furrës (procesi i rilidhjes). Në këtë rast, djegësit kryesorë operohen me një raport ajri të tepërt prej agor = 1.0-1.1, dhe gazi natyror furnizohet në furrë së bashku me një agjent tharjeje për të krijuar një zonë zvogëlimi. Kjo skemë e djegies mund të sigurojë përqendrime të NOX deri në 500-700 mg / m3.

Metodat kimike përdoren për të hequr oksidet e azotit nga gazrat e tymit. Dy teknologji të pastrimit të azotit përdoren në mënyrë industriale: reduktimi selektiv jo-katalitik (SNCR) dhe reduktimi selektiv katalitik (SCR) i oksideve të azotit.

Me një efikasitet më të lartë të teknologjisë SCR, kostot e veçanta të kapitalit në të janë një rend i madhësisë më të larta se në SNCR. Përkundrazi, konsumi i agjentit reduktues, më së shpeshti amoniaku, me teknologjinë SCR është 2-3 herë më i ulët për shkak të selektivitetit më të lartë të përdorimit të amoniakut në krahasim me SNCR.

Teknologjia SNKV, e testuar në një kazan me një kapacitet 420 t / h të Togliatti CHPP, mund të përdoret në ri-pajisjen teknike të termocentraleve me qymyr me kaldaja që funksionojnë me heqjen e hirit të lëngët në fund. Kjo do t'u sigurojë atyre një nivel të emetimit të NOX prej 300-350 mg / m3. Në zonat e stresuara ekologjikisht, teknologjia SCR mund të përdoret për të arritur emetimet e NOX prej rreth 200 mg / m3. Në të gjitha rastet, përdorimit të pastrimit të azotit duhet t'i paraprijnë masat teknologjike për të zvogëluar formimin e NOX.

Me ndihmën e teknologjive të zotëruara në kohën e tanishme, është i mundur pastrimi ekonomikisht i pranueshëm i produkteve të djegies së karburantit squfur me kapjen e 95-97% SO2. Në këtë rast, guri gëlqeror natyror zakonisht përdoret si sorbent; gipsi komercial është një nënprodukt i pastrimit.

Në vendin tonë, në Dorogobuzhskaya GRES, u zhvillua dhe u operua në mënyrë industriale një instalim me një kapacitet 500-103 nm3 / orë, i cili zbaton teknologjinë e desulfurizimit të amoniak-sulfatit, në të cilin sorbenti është amoniaku, dhe nënprodukti është komercial sulfati i amonit, i cili është një pleh i vlefshëm.

Sipas standardeve aktuale ruse, lidhja e 90-95% SO2 është e nevojshme kur përdorni karburant me një përmbajtje të reduktuar të squfurit S> 0.15% kg / MJ. Kur digjen karburant sulfuror të ulët dhe të mesëm S< 0,05% кг/МДж целесообразно использовать менее капиталоемкие технологии.

Më poshtë janë konsideruar aktualisht si drejtimet kryesore për rritjen e mëtejshme të efikasitetit të TEC-ve me qymyr:

rritje e parametrave të avullit në krahasim me 24 MPa të zotëruar, 540/540 ° С me përmirësimin e njëkohshëm të pajisjeve dhe sistemeve të termocentraleve me avull;

zhvillimi dhe përmirësimi i njësive premtuese të thëngjillit CCGT;

përmirësimin dhe zhvillimin e sistemeve të reja të pastrimit të gazit të tymit.

Përmirësimi i gjithanshëm i skemave dhe pajisjeve bëri të mundur rritjen e efikasitetit të njësive superkritike të energjisë me qymyr nga rreth 40 në 43-43.5% pa ndryshuar parametrat e avullit. Rritja e parametrave nga 24 MPa 545/540 ° C në 29 MPa, 600/620 ° C rrit efikasitetin në projektet reale mbi qymyrin në rreth 47%. Rritja e kostos së termocentraleve me njësi të mëdha (600-800 MW) për shkak të përdorimit të materialeve më të shtrenjta (për shembull, tubave të ngrohjes austenitike) në parametra më të lartë është relativisht e vogël. 2.5shtë 2.5% me një rritje të efikasitetit nga 43 në 45% dhe 5.5 në 47%. Sidoqoftë, edhe kjo rritje e çmimit paguhet me çmime shumë të larta të qymyrit.

Puna në parametrat super kritikë të avullit, e cila filloi në mesin e shekullit të kaluar në SHBA dhe BRSS, është komercializuar vitet e fundit në Japoni dhe vendet e Evropës Perëndimore me çmime të larta të energjisë.

Në Danimarkë dhe Japoni, njësitë e energjisë me një kapacitet 380-1050 MW me një presion të avullit të drejtpërdrejtë prej 24-30 MPa dhe mbinxehje deri në 580-610 ° C janë ndërtuar dhe po funksionojnë me sukses në qymyr. Midis tyre ka blloqe me ngrohje të dyfishtë deri në 580 ° С. Efikasiteti i njësive më të mira japoneze është në nivelin 45-46%, ato daneze, që veprojnë në ujë të ftohtë që qarkullon me një vakum të thellë, janë 2-3% më të larta.

Në Gjermani janë ndërtuar njësi të linjitit me kapacitet 800-1000 MW me parametra avulli deri në 27 MPa, 580/600 ° C dhe një efikasitet deri në 45%.

Puna në një njësi energjie me parametra super kritikë të avullit (30 MPa, 600/600 ° C), e organizuar në vendin tonë, konfirmoi realitetin e krijimit të një njësie të tillë me një kapacitet prej 300-525 MW me një efikasitet prej rreth 46% në vitet e ardhshme

Një rritje e efikasitetit arrihet jo vetëm duke rritur parametrat e avullit (kontributi i tyre është rreth 5%), por gjithashtu, në një masë më të madhe, për shkak të një rritje të efikasitetit të turbinës (4.5%) dhe bojlerit (2.5%) dhe përmirësimi i pajisjeve të stacionit me një rënie të humbjeve karakteristike të punës së tij.

Mbetja e mbetur në dispozicion në vendin tonë u përqëndrua në temperaturën e avullit prej 650 ° C dhe përdorimin e gjerë të çeliqeve austenitikë. Një kazan i vogël eksperimental me parametra të tillë dhe një presion avulli prej 30.0 MPa ka funksionuar që nga viti 1949 në CHPP eksperimentale VTI për mbi 200 mijë orë. Isshtë në gjendje pune dhe mund të përdoret për qëllime kërkimore dhe teste afatgjata. Njësia e energjisë SKR-100 në Kashirskaya SDPP me një kazan 720 t / h dhe një turbinë 30 MPa / 650 ° C

punoi në vitin 1969 mbi 30 mijë orë.Pas përfundimit të funksionimit për arsye që nuk lidhen me pajisjet e tij, ai u mposht. Në vitin 1955, K. Rakov në VTI përpunoi mundësitë e krijimit të një kazani me parametra avulli prej 30 MPa / 700 ° C.

Përdorimi i çeliqeve austenitikë me koeficientë të lartë të zgjerimit linear dhe përçueshmëri të ulët termike për prodhimin e pjesëve masive të pa ngrohura: linjat e avullit, rotorët dhe veshjet dhe pajisjet e turbinës shkaktojnë vështirësi të dukshme në rastin e ngarkesave ciklike të pashmangshme për pajisjet e energjisë. Me këtë në mendje, lidhjet me bazë nikeli që mund të veprojnë në temperatura dukshëm më të larta mund të jenë më praktike në praktikë.

Pra, në SHBA, ku, pas një pushimi të gjatë, puna është rifilluar që synon futjen e parametrave super kritikë të avullit, ata përqendrohen kryesisht në zhvillimin dhe testimin e materialeve të nevojshme për këtë.

Për pjesët që veprojnë në presionet dhe temperaturat më të larta: tubat e mbinxehjes, kolektorët, linjat kryesore të avullit, janë zgjedhur disa lidhje me bazë nikeli. Për rrugën e ngrohjes, ku presionet janë dukshëm më të ulëta, merren parasysh edhe çeliqet austenitikë, dhe për temperaturat nën 650 ° C - çeliqet ferritikë premtues.

Gjatë vitit 2003, është planifikuar të identifikohen lidhjet e përmirësuara, proceset e prodhimit dhe metodat e veshjes që sigurojnë funksionimin e kaldajave të energjisë në temperaturat e avullit deri në 760 ° C, duke marrë parasysh fshirjet karakteristike, ndryshimet e temperaturës dhe korrozionin e mundshëm në mjedisin e qymyrit të vërtetë produktet e djegies.

Isshtë planifikuar gjithashtu të rregullohen standardet e llogaritjes ASME për materialet dhe proceset e reja dhe të merret parasysh dizajni dhe funksionimi i pajisjeve në temperaturat e avullit deri në 870 ° C dhe presionet deri në 35 MPa.

Në vendet e Bashkimit Evropian, në bazë të financimit bashkëpunues, një njësi e përmirësuar e energjisë me qymyr me një temperaturë maksimale të avullit mbi 700 ° C po zhvillohet me pjesëmarrjen e një grupi të madh të kompanive të energjisë dhe makinerisë. Parametrat e avullit të gjallë pranohen për të

37.5 MPa / 700 ° C dhe një cikël me ngrohje të dyfishtë deri në 720 ° C në presione 12 dhe 2.35 MPa. Në një presion në kondensator prej 1.5-2.1 kPa, efikasiteti i një njësie të tillë duhet të jetë mbi 50% dhe mund të arrijë 53-54%. Dhe këtu materialet janë kritike. Ato janë krijuar për të siguruar një forcë afatgjatë për 100 mijë orë, e barabartë me 100 MPa në temperatura:

Lidhjet me bazë nikeli për tubat e paketave të fundit të mbinxehësve, kapakët e daljes, tubacionet e avullit, zorrë dhe rotorët e turbinës - 750 ° C;

çeliqet austenitikë për mbinxehësit - 700 ° C;

çeliqet ferritiko -martensitikë për tubat dhe kolektorët e bojlerit - 650 ° С.

Hartimet e reja të kaldajave dhe turbinave, teknologjitë e prodhimit (për shembull, saldimi) dhe paraqitjet e reja të ngushta janë duke u përpunuar për të zvogëluar nevojën për materialet më të shtrenjta dhe koston e njësisë së njësive pa zvogëluar besueshmërinë dhe treguesit e performancës tipike të modernes njësitë e energjisë me avull.

Zbatimi i njësisë është planifikuar pas vitit 2010, dhe qëllimi përfundimtar në 20 vjet të tjerë është të arrihet një efikasitet neto deri në 55% në temperaturat e avullit deri në 800 ° C.

Megjithë sukseset e arritura tashmë dhe perspektivat ekzistuese për përmirësimin e mëtejshëm të njësive të energjisë me avull, përfitimet termodinamike të impianteve të kombinuara janë aq të mëdha saqë shumë vëmendje i kushtohet zhvillimit të njësive CCGT me qymyr.

Meqenëse djegia e karburantit që përmban hirin në një njësi turbine me gaz është e vështirë për shkak të formimit të depozitave në rrugën e rrjedhës së turbinave dhe gërryerjes së pjesëve të tyre, puna në përdorimin e qymyrit në turbinat me gaz kryhet kryesisht në dy udhëzimet:

gazifikimi nën presion, pastrimi i gazit të djegshëm dhe djegia e tij në një njësi turbine me gaz; njësia e gazifikimit është e integruar me njësinë CCGT, cikli dhe skema e të cilave janë të njëjta si për gazin natyror;

djegia e drejtpërdrejtë e thëngjillit nën presion në një gjenerator avulli me shtrat të lëngshëm me presion të lartë, pastrimi dhe zgjerimi i produkteve të djegies në një turbinë me gaz.

Zbatimi i proceseve të gazifikimit dhe pastrimit të gazit artificial nga hiri i qymyrit dhe përbërjet e squfurit në presione të larta bën të mundur rritjen e intensitetit të tyre, zvogëlimin e madhësisë dhe kostos së pajisjeve. Nxehtësia e hequr gjatë gazifikimit përdoret brenda ciklit CCGT, dhe avulli dhe uji i përdorur gjatë gazifikimit, dhe nganjëherë ajri, gjithashtu merren prej tij. Humbjet që vijnë nga gazifikimi i qymyrit dhe pastrimi i gazit të gjeneratorit zvogëlojnë efikasitetin e njësisë CCGT. Megjithatë, me dizajn racional, mund të jetë mjaft i lartë.

Teknologjitë më të zhvilluara dhe praktikisht të aplikuara të gazifikimit të qymyrit në një shtrat me shumicë, në një shtrat të lëngshëm dhe në një rrjedhë. Oksigjeni përdoret si agjent oksidues, më rrallë ajër. Përdorimi i teknologjive të zhvilluara industrialisht për pastrimin e gazit të sintezës nga komponimet e squfurit kërkon ftohjen e gazit në 40 ° C, e cila shoqërohet me presione shtesë dhe humbje të performancës. Kostoja e sistemeve të ftohjes dhe pastrimit të gazit është 15-20% e kostos totale të TEC-ve. Aktualisht, teknologjitë e pastrimit të gazit me temperaturë të lartë (deri në 540-600 ° C) po zhvillohen në mënyrë aktive, të cilat do të zvogëlojnë koston e sistemeve dhe do të thjeshtojnë funksionimin e tyre, si dhe do të zvogëlojnë humbjet që lidhen me pastrimin. Pavarësisht nga teknologjia e gazifikimit, 98-99% e energjisë së qymyrit transferohet në gaz të djegshëm.

Në 1987-91. Në BRSS, nën programin shtetëror "Energji miqësore me mjedisin", VTI dhe CKTI, së bashku me institutet e projektimit, përpunuan në detaje disa njësi CCGT me gazifikim të qymyrit.

Kapaciteti i njësisë së njësive (neto) ishte 250-650 MW. Të tre teknologjitë e sipërpërmendura të gazifikimit u morën parasysh në lidhje me qymyrin më të zakonshëm: kafe Berezovsky, gur Kuznetsk dhe ASh, të cilat janë shumë të ndryshme në përbërje dhe veti. Efikasiteti nga 39 në 45% dhe performanca shumë e mirë mjedisore u morën. Në përgjithësi, këto projekte ishin në përputhje me nivelin e atëhershëm botëror. Jashtë vendit, njësi të ngjashme CCGT tashmë janë zbatuar në modele demonstruese me një kapacitet njësie 250-300 MW, dhe projektet vendase u ndërprenë 10 vjet më parë.

Përkundër kësaj, teknologjitë e gazifikimit janë me interes për vendin tonë. Në VTI, në veçanti, ato vazhdojnë

punë eksperimentale në impiantin e gazifikimit duke përdorur metodën "vatër" (me një shtrat me shumicë dhe heqjen e shllakut të lëngshëm) dhe studimet e optimizimit të skemave CCGT.

Duke marrë parasysh përmbajtjen e moderuar të squfurit në qymyrin më premtues vendas dhe përparimin e arritur në treguesit ekonomikë dhe mjedisorë të njësive tradicionale të thëngjillit të thërrmuar me të cilat këto njësi CCGT do të duhet të konkurrojnë, arsyet kryesore për zhvillimin e tyre janë mundësia e arritjes së termike më të lartë efikasitet dhe më pak vështirësi në heqjen e CO2 nga cikli. në rast se nevojitet (shih më poshtë). Duke pasur parasysh kompleksitetin e njësisë CCGT me gazifikimin dhe koston e lartë të zhvillimit dhe zhvillimit të tyre, këshillohet që të merrni efikasitetin e njësisë CCGT në nivelin 52-55%, kostoja e njësisë prej 1-1.05 të kostos së blloku i qymyrit, emetimet e SO2 dhe NOX.< 20 мг/м3 и частиц не более 10 мг/м3. Для достижения их необходимо дальнейшее развитие элементов и систем ПГУ.

Ulja e temperaturës së gazit të djegshëm në daljen e gazifikuesit në 900-1000 ° C, pastrimi i tij nga komponimet dhe grimcat e squfurit dhe drejtimi i tij në dhomën e djegies të GTU në një temperaturë të ngritur (për shembull, 500-540 ° C në të cilat tubacionet dhe pajisjet mund të bëhen prej çeliqeve të lira), duke përdorur ajër dhe jo shpërthim oksigjeni, duke zvogëluar presionet dhe humbjet e nxehtësisë në kanalin gaz-ajër të sistemit të gazifikimit dhe duke përdorur qarqe të mbyllura të shkëmbimit të nxehtësisë, është e mundur të zvogëlohet humbja e performanca e shoqëruar me gazifikimin nga 16-20 në 10-12% dhe zvogëlon ndjeshëm konsumin e energjisë sipas nevojave të veta.

Projektet e kryera jashtë vendit gjithashtu tregojnë një rënie të konsiderueshme të njësisë së kostos së TC -ve me CCGT me gazifikimin e qymyrit me një rritje të produktivitetit dhe kapacitetit të pajisjeve, si dhe me një rritje të zhvillimit të teknologjisë.

Një mundësi tjetër është një njësi CCGT me djegie të qymyrit në një shtrat të lëngshëm nën presion. Ajri i kërkuar furnizohet në shtrat me një kompresor turbine me gaz me një presion prej 1-1.5 MPa, produktet e djegies, pas pastrimit nga hiri dhe tërheqja, zgjerohen në turbinën e gazit dhe kryejnë punë të dobishme. Nxehtësia e lëshuar në shtrat dhe nxehtësia e gazrave të shkarkimit në turbinë përdoren në ciklin e avullit.

Kryerja e procesit nën presion duke ruajtur të gjitha avantazhet karakteristike të djegies së qymyrit në një shtrat të lëngshëm mund të rrisë ndjeshëm kapacitetin njësi të gjeneratorëve të avullit dhe të zvogëlojë dimensionet e tyre me një djegie më të plotë të lidhjes së qymyrit dhe squfurit.

Përparësitë e një njësie CCGT me KSD janë djegia e plotë (me një efikasitet> 99%) të llojeve të ndryshme të qymyrit, koeficientët e lartë të transferimit të nxehtësisë dhe sipërfaqet e vogla të ngrohjes, temperaturat e ulëta (deri në 850 ° C) dhe, si rezultat, emetime të vogla (më pak se 200 mg / m3) NOX, pa skorje, mundësia e shtimit të një sorbenti (gëlqerori, dolomiti) në shtresë dhe lidhja në të me 90-95% të squfurit që përmban qymyri.

Efikasiteti i lartë (40-42% në modalitetin e kondensimit) arrihet në një njësi CCGT me KSD me fuqi të moderuar (përafërsisht 100 MWel.) Dhe parametrat subkritikë të avullit.

Për shkak të madhësisë së vogël të bojlerit dhe mungesës së desulfurizimit, zona e zënë nga njësia CCGT me KSD është e vogël. Dorëzimi i mundshëm i bllokut të plotë të pajisjeve të tyre dhe ndërtimit modular me një ulje të kostos dhe kushteve të tij.

Për Rusinë, CCGT me KSD janë premtuese, para së gjithash, për ri-pajisjen teknike të CHP-ve të thëngjillit në zona të kufizuara, ku është e vështirë të gjesh pajisjet e nevojshme për mbrojtjen e mjedisit. Zëvendësimi i kaldajave të vjetër me HSG me GTU do të përmirësojë ndjeshëm efikasitetin e këtyre CHP dhe do të rrisë kapacitetin e tyre elektrik me 20%.

Në VTI, në bazë të pajisjeve shtëpiake, u përpunuan disa madhësi standarde të CCGT me KSD.

Në kushte të favorshme ekonomike, njësi të tilla CCGT mund të zbatohen në vendin tonë në një kohë të shkurtër.

Teknologjia CCGT me KSD është më e thjeshtë dhe më e njohur për inxhinierët e energjisë sesa impiantet e gazifikimit, të cilat janë prodhim kompleks kimik. Kombinime të ndryshme të të dy teknologjive janë të mundshme. Qëllimi i tyre është të thjeshtojnë sistemet e gazifikimit dhe pastrimit të gazit dhe të zvogëlojnë humbjet e tyre karakteristike nga njëra anë, dhe të rrisin temperaturën e gazeve para fuqisë së turbinës dhe turbinës me gaz në skemat me KSD në anën tjetër.

Disa përmbajtje të publikut dhe reflektimi i ndjenjave të tij të ekspertëve dhe qeverive në vlerësimin e perspektivave për një përdorim të gjerë dhe afatgjatë të qymyrit shoqërohet me rritjen e emetimeve të CO2 në atmosferë dhe frikën se këto emetime mund të shkaktojnë ndryshime globale të klimës, të cilat do të kenë pasoja katastrofike.

Diskutimi i qëndrueshmërisë së këtyre frikave (ato nuk ndahen nga shumë specialistë kompetentë) nuk është tema e këtij artikulli.

Sidoqoftë, edhe nëse ato rezultojnë të sakta, në 40-60 vjet, kur kërkohet, apo edhe më herët, është mjaft realiste të krijohen TC-të konkurruese (ose ndërmarrjet e teknologjisë energjetike) që veprojnë në qymyr me emetime të papërfillshme të CO2 në atmosferë Me

Tashmë sot, një reduktim i ndjeshëm i emetimeve të CO2 në atmosferë nga TEC-et, në veçanti ato me qymyr, është i mundur me prodhimin e kombinuar të energjisë elektrike dhe nxehtësisë dhe rritjen e efikasitetit të TEC-ve.

Duke përdorur proceset dhe pajisjet tashmë të zotëruara, është e mundur të hartohet një njësi CCGT me gazifikim të qymyrit, shndërrim të СО + Н2О në Н2О dhe СО2 dhe heqje të СО2 nga gazi sintezë.

Projekti përdori një Siemens GTU U94.3A me një temperaturë fillestare të gazit sipas standardit ISO 1190 ° C, një gazifikues PRENFLO (në linjë, në pluhurin e thatë të qymyrit të Pitsburgut nr. 8 dhe shpërthimin e oksigjenit), një reaktor ndërrimi dhe heqje të gazrave acid: H2S, COS dhe CO2 në sistemin Rectisol të kompanisë Lurgi.

Përparësitë e sistemit janë madhësia e vogël e pajisjeve për kryerjen e proceseve të heqjes së CO2 në presion të lartë (2 MPa), presion të lartë të pjesshëm dhe përqendrim të CO2. Heqja e rreth 90% të CO2 merret për arsye ekonomike.

Një rënie në efikasitetin e njësisë fillestare CCGT kur hiqet CO2 ndodh për shkak të humbjes së eksergjisë gjatë shndërrimit ekzotermik të CO (me 2.5-5%), humbjeve shtesë të energjisë gjatë ndarjes së CO2 (me 1%) dhe për shkak të një rënie në konsumin e produkteve të djegies përmes turbinës së gazit dhe bojlerit.përdoruesi pas ndarjes së СО2 (me 1%).

Përfshirja e pajisjeve për konvertimin e CO dhe heqjen e CO2 nga cikli në qark rrit koston për njësi të një CCGT me GF me 20%. Lëngu i CO2 do të shtojë edhe 20%. Kostoja e energjisë elektrike do të rritet përkatësisht me 20 dhe 50%.

Siç u përmend më lart, studimet vendase dhe të huaja tregojnë mundësinë e një rritje të konsiderueshme të mëtejshme - deri në 50-53% - në efikasitetin e njësive CCGT me gazifikimin e qymyrit, dhe, rrjedhimisht, modifikimet e tyre me heqjen e CO2.

EPRI në SHBA promovon krijimin e komplekseve të energjisë me qymyr që janë konkurruese me termocentralet që përdorin gaz natyror. Isshtë e këshillueshme që ato të ndërtohen në faza në mënyrë që të zvogëlohen investimet kapitale fillestare dhe të rimbursohen më shpejt, duke përmbushur njëkohësisht kërkesat aktuale mjedisore.

Faza e parë: një njësi premtuese miqësore me mjedisin CCGT me GF.

Faza e dytë: futja e një sistemi të heqjes dhe transportit të CO2.

Faza e tretë: organizimi i prodhimit të hidrogjenit ose karburantit të pastër të transportit.

Ka propozime shumë më radikale. Në ekzaminimet, për shembull, një termocentral me qymyr me emetime "zero". Cikli i tij teknologjik është si më poshtë. Hapi i parë është gazifikimi i një pezullimi të ujit të qymyrit me shtimin e hidrogjenit dhe marrjen e CH4 dhe H2O. Hiri i qymyrit hiqet nga gazifikuesi dhe përzierja e gazit me avull pastrohet.

Në hapin e dytë, karboni, i cili ka kaluar në një gjendje të gaztë, në formën e CO2 lidhet nga oksidi i kalciumit në një reformator, ku furnizohet edhe uji i pastruar. Hidrogjeni i formuar në të përdoret në procesin e hidrogazifikimit dhe furnizohet, pas pastrimit të imët, në një qelizë karburanti të oksidit të ngurtë për të gjeneruar energji elektrike.

Në hapin e tretë, CaCO3 i formuar në reformator kalcinohet duke përdorur nxehtësinë e lëshuar në qelizën e karburantit dhe formimin e CaO dhe CO2 të koncentruar, i përshtatshëm për përpunim të mëtejshëm.

Hapi i katërt është konvertimi i energjisë kimike të hidrogjenit në energji elektrike dhe nxehtësi, e cila kthehet në cikël.

CO2 hiqet nga cikli dhe mineralizohet në procesin e karbonizimit të mineraleve të tilla si, për shembull, silikat magnezi, i cili është i kudogjendur në natyrë në sasi që janë urdhra të madhësisë më të larta se rezervat e qymyrit. Produktet përfundimtare të karbonizimit mund të hidhen në miniera të varfëruara.

Efikasiteti i shndërrimit të qymyrit në energji elektrike në një sistem të tillë do të jetë rreth 70%. Me një kosto totale të heqjes së CO2 prej 15-20 dollarë për ton, do të rriste koston e energjisë elektrike me rreth 0.01 dollarë amerikanë / kWh.

Teknologjitë e konsideruara janë ende çështje e së ardhmes së largët.

Sot, masa më e rëndësishme për të siguruar zhvillimin e qëndrueshëm është ruajtja e energjisë ekonomikisht e qëndrueshme. Në fushën e prodhimit, ajo shoqërohet me një rritje të efikasitetit të shndërrimit të energjisë (në rastin tonë, në termocentralet) dhe përdorimin e teknologjive sinergjike, d.m.th. prodhimi i kombinuar i disa llojeve të produkteve në një instalim, diçka si teknologjia e energjisë, e njohur në vendin tonë 40-50 vjet më parë. Sigurisht, tani ajo po kryhet në një bazë të ndryshme teknike.

Shembulli i parë i instalimeve të tilla ishte CCGT me gazifikimin e mbetjeve të naftës, të cilat tashmë janë duke u përdorur në terma komercialë. Karburanti për ta është mbeturina e rafinerive të naftës (për shembull, koks ose asfalt), dhe produktet janë energjia elektrike, avulli dhe nxehtësia e përpunimit, squfuri komercial dhe hidrogjeni i përdorur në rafineri.

Ngrohja e përhapur në vendin tonë me prodhimin e kombinuar të energjisë elektrike dhe nxehtësisë është, në thelb, një teknologji sinergjike e kursimit të energjisë dhe meriton shumë më tepër vëmendje në këtë kapacitet sesa i është dhënë aktualisht.

Nën kushtet aktuale të "tregut" në vend, kostot e prodhimit të energjisë elektrike dhe nxehtësisë në CHPP të turbinës me avull të pajisura me pajisje të vjetruara dhe jo të ngarkuara në mënyrë optimale janë në shumë raste tepër të larta dhe nuk sigurojnë konkurrencën e tyre.

Kjo dispozitë nuk duhet të përdoret në asnjë mënyrë për të rishikuar idenë thelbësisht të shëndoshë të bashkëprodhimit të energjisë elektrike dhe nxehtësisë. Sigurisht, çështja nuk zgjidhet me rishpërndarjen e kostove midis energjisë elektrike dhe ngrohjes, parimet e të cilave janë diskutuar pa fryt në vendin tonë për shumë vite. Por ekonomia e impianteve CHP dhe sistemeve të furnizimit me ngrohje në tërësi mund të përmirësohet ndjeshëm duke përmirësuar teknologjitë (njësitë binare CCGT me gaz, njësitë CCGT me qymyr, tubacionet e ngrohjes të paraizoluara, automatizimi, etj.), Ndryshimet organizative dhe strukturore dhe masat rregulluese të qeverisë. Ato janë veçanërisht të nevojshme në një vend aq të ftohtë dhe me një periudhë të gjatë ngrohjeje si e jona.

Interestingshtë interesante të krahasohen teknologjitë e ndryshme të nxehtësisë dhe energjisë me njëra -tjetrën. Përvoja ruse, si dixhitale (çmimi) ashtu edhe metodologjike, nuk siguron baza për krahasime të tilla, dhe përpjekjet e bëra në këtë drejtim nuk janë mjaft bindëse. Në një mënyrë apo tjetër, ju duhet të tërheqni burime të huaja.

Llogaritjet e shumë organizatave, të kryera pa koordinimin e të dhënave fillestare, si në vendin tonë ashtu edhe jashtë saj, tregojnë se pa një ndryshim rrënjësor në raportin e çmimeve midis gazit natyror dhe qymyrit, i cili tani është zhvilluar jashtë vendit (gazi për njësi nxehtësie është rreth dy herë më të shtrenjta se qymyri), njësitë moderne CCGT mbeten konkurruese. përparësi ndaj njësive të energjisë me qymyr. Që kjo të ndryshojë, raporti i këtyre çmimeve duhet të rritet në 4.

Një parashikim interesant për zhvillimin e teknologjisë u bë në. Ajo tregon, për shembull, se përdorimi i njësive të energjisë me avull të naftës parashikohet deri në vitin 2025, dhe njësitë e energjisë me gaz - deri në vitin 2035; përdorimi i CCGT me gazifikimin e qymyrit - nga 2025, dhe qelizat e karburantit me gaz - nga 2035; Njësitë CCGT të karburantit nga gazi natyror do të përdoren pas vitit 2100, lëshimi i CO2 do të fillojë pas vitit 2025, dhe në njësitë CCGT me gazifikim të qymyrit pas vitit 2055.

Me të gjitha pasiguritë e parashikimeve të tilla, ata tërheqin vëmendjen në thelbin e problemeve afatgjata të energjisë dhe mënyrat e mundshme për t'i zgjidhur ato.

Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, që po ndodh në kohën tonë, proceset që ndodhin në termocentralet po intensifikohen dhe ndërlikohen gjithnjë e më shumë. Qasja për optimizimin e tyre po ndryshon. Ajo kryhet jo sipas teknikës, ishte më parë, por sipas kritereve ekonomike që pasqyrojnë kërkesat e tregut, të cilat po ndryshojnë dhe kërkojnë fleksibilitet të shtuar të pajisjeve të nxehtësisë dhe energjisë, aftësinë e tyre për t'u përshtatur me kushtet në ndryshim. Projektimi i termocentraleve për 30 vjet funksionim pothuajse të pandryshuar tani është i pamundur.

Liberalizimi dhe futja e marrëdhënieve të tregut në industrinë e energjisë elektrike kanë shkaktuar ndryshime serioze në teknologjitë e ngrohjes dhe energjisë, strukturën e pronësisë dhe metodat e financimit të ndërtimit të energjisë në vitet e fundit. Janë shfaqur termocentralet komerciale, që veprojnë në një treg të lirë të energjisë elektrike. Qasjet për përzgjedhjen dhe projektimin e termocentraleve të tillë janë shumë të ndryshme nga ato tradicionale. Shpesh, TC-të komerciale të pajisura me njësi të fuqishme CCGT nuk pajisen me kontrata që garantojnë furnizime të pandërprera gjatë gjithë vitit të karburantit të gaztë dhe duhet të lidhin kontrata jo-garantuese me disa furnizues të gazit ose të rezervohen me karburant të lëngshëm më të shtrenjtë me një rritje të njësia e kostos së TEC-ve me 4-5%.

Meqenëse 65% e kostove të ciklit jetësor të TEC-ve bazë dhe gjysmë pikut lidhen me koston e karburantit, rritja e efikasitetit të tyre është detyra më e rëndësishme. Rëndësia e tij sot është rritur madje, duke marrë parasysh nevojën për të zvogëluar emetimet specifike në atmosferë.

Në kushtet e tregut, kërkesat për besueshmërinë dhe disponueshmërinë e TC -ve janë rritur, të cilat tani po vlerësohen nga pikëpamja komerciale: gatishmëria është e nevojshme kur funksionimi i TEC -ve është në kërkesë, dhe çmimi i mos -disponueshmërisë në periudha të ndryshme është dukshëm i ndryshëm.

Pajtueshmëria me kërkesat mjedisore dhe mbështetja nga autoritetet lokale dhe publiku është thelbësore.

Në përgjithësi është e këshillueshme që të rritet fuqia gjatë periudhave të ngarkesës së pikut, edhe nëse kjo arrihet me koston e një degradimi të efikasitetit.

Masat për të siguruar besueshmërinë dhe gatishmërinë e TEC -ve janë marrë parasysh posaçërisht. Për këtë qëllim, MTBF dhe koha mesatare për rimëkëmbjen llogariten në fazën e projektimit, dhe vlerësohet efikasiteti komercial i mënyrave të mundshme për të përmirësuar disponueshmërinë. Shumë vëmendje i kushtohet

përmirësimi dhe kontrolli i cilësisë së furnizuesve të pajisjeve dhe përbërësve, dhe në projektimin dhe ndërtimin e TEC -ve, si dhe aspektet teknike dhe organizative të mirëmbajtjes dhe riparimeve.

Në shumë raste, mbylljet e detyruara të njësive të energjisë janë rezultat i keqfunksionimeve me pajisjet e tyre ndihmëse të uzinës. Me këtë në mendje, koncepti i mirëmbajtjes së të gjithë TEC -it po fiton popullaritet.

Një zhvillim tjetër domethënës ishte përhapja e shërbimit të markës. Kontratat për të parashikojnë garancitë e kontraktorit për kryerjen e riparimeve aktuale, të mesme dhe të mëdha brenda një kohe të caktuar; puna kryhet dhe mbikëqyret nga personel i kualifikuar, nëse është e nevojshme në fabrikë; zbutet problemi i pjesëve të këmbimit, etj. E gjithë kjo rrit ndjeshëm disponueshmërinë e hidrocentraleve dhe zvogëlon rreziqet e pronarëve të tyre.

Pesëmbëdhjetë ose njëzet vjet më parë, industria e energjisë në vendin tonë ishte në nivelin më modern, ndoshta, përveç turbinave me gaz dhe sistemeve të automatizimit. Teknologjitë dhe pajisjet e reja u zhvilluan në mënyrë aktive, të cilat nuk ishin inferiore në nivelin teknik ndaj atyre të huaja. Projektet industriale u bazuan në kërkime nga industria e fuqishme dhe institucionet akademike dhe universitetet.

Gjatë 10-12 viteve të fundit, potenciali i disponueshëm në industrinë e energjisë elektrike dhe ndërtimin e makinave të energjisë është humbur kryesisht. Zhvillimi dhe ndërtimi i termocentraleve të reja dhe pajisjeve të përparuara praktikisht kanë pushuar. Përjashtimet e rralla janë zhvillimi i turbinave me gaz GTE-110 dhe GTE-180 dhe sistemi i automatizuar i kontrollit të procesit KVINT dhe Kosmotronic, të cilat janë bërë një hap i rëndësishëm përpara, por nuk e kanë eliminuar hendekun ekzistues.

Sot, duke pasur parasysh përkeqësimin fizik dhe vjetërsinë e pajisjeve, industria ruse e energjisë ka nevojë urgjente për rinovim. Fatkeqësisht, aktualisht nuk ka kushte ekonomike për investime aktive në energji. Nëse krijohen kushte të tilla në vitet e ardhshme, organizatat shkencore dhe teknike vendase do të jenë në gjendje - me përjashtime të rralla - të zhvillojnë dhe prodhojnë pajisjet e përparuara të nevojshme për industrinë e energjisë.

Sigurisht, zhvillimi i prodhimit të tij do të shoqërohet me kosto të mëdha për prodhuesit, dhe përdorimi - para akumulimit të përvojës - me një rrezik të njohur për pronarët e termocentraleve.

Shtë e nevojshme të kërkoni një burim për të kompensuar këto kosto dhe rreziqe, pasi është e qartë se prodhimi vetanak i pajisjeve unike të energjisë është në interesin kombëtar të vendit.

Vetë industria e ndërtimit të makinerive të energjisë mund të bëjë shumë për veten e saj, duke zhvilluar eksportin e produkteve të saj, duke krijuar kështu akumulime për përmirësimin e saj teknik dhe përmirësimin e cilësisë. Kjo e fundit është thelbësore për stabilitetin dhe prosperitetin afatgjatë.

Dokumente të ngjashme

Parimi i funksionimit të termocentraleve me avull termik, kondensimit dhe termocentraleve me gaz. Klasifikimi i bojlerit me avull: parametrat dhe etiketimi. Karakteristikat kryesore të turbinave jet dhe me shumë faza. Problemet mjedisore të termocentraleve.

letër me afat, shtuar 06/24/2009


Fushat e aplikimit dhe treguesit e besueshmërisë së turbinave të gazit me fuqi të vogël dhe të mesme. Parimi i funksionimit të impianteve të turbinave me gaz, dizajni dhe përshkrimi i tyre sipas ciklit termodinamik Brayton / Joule. Llojet dhe përparësitë kryesore të termocentraleve me turbinë me gaz.

abstrakte, shtuar më 08/14/2012


Karakteristikat e termocentraleve të llojeve të ndryshme. Ndërtimi i termocentraleve të ngrohjes, ngrohjes, bërthamore, naftë, hidrocentraleve dhe erës, termocentraleve me gaz. Rregullimi i tensionit dhe kompensimi i rezervës së energjisë.

letër me afat, shtuar 10/10/2013


Rëndësia e industrisë së energjisë elektrike në ekonominë e Federatës Ruse, tema dhe drejtimet e saj të zhvillimit, problemet dhe perspektivat kryesore. Karakteristikat e përgjithshme të termocentraleve më të mëdhenj termikë dhe bërthamorë, hidraulikë, sistemi i unifikuar i energjisë i vendeve të CIS.

test, shtuar 03/01/2011


Përbërja, klasifikimi i thëngjillit. Produktet e hirit dhe skorjeve dhe përbërja e tyre. Përmbajtja e elementeve në materialet e hirit dhe skorjeve të thëngjillit me avull Kuznetsk. Struktura dhe struktura e thëngjillit. Njësia strukturore e një makromolekule. Domosdoshmëria, metodat e demineralizimit të thellë të thëngjillit që prodhon energji.

abstrakte, shtuar 02/05/2011


Origjina e zhvillimit të inxhinierisë së energjisë termike. Shndërrimi i energjisë së brendshme të karburantit në energji mekanike. Shfaqja dhe zhvillimi i prodhimit industrial në fillim të shekullit të 17 -të. Motori me avull dhe parimi i tij i funksionimit. Funksionimi i motorit me avull me veprim të dyfishtë.

abstrakte, shtuar 06/21/2012


Karakterizimi i një impianti të turbinës me avull si pajisja kryesore e termocentraleve moderne dhe bërthamore. Cikli i tij termodinamik, proceset që ndodhin gjatë punës. Mënyrat për të rritur efikasitetin e ciklit të STU. Perspektivat për ndërtimin e turbinave me avull në Rusi.

abstrakte, shtuar 01/29/2012


Përshkrimi i proceseve të gjenerimit të energjisë elektrike në termocentralet kondensuese termike, termocentralet me gaz dhe termocentralet e kombinuara. Studimi i strukturës së termocentraleve hidraulikë dhe magazinimit. Energjia gjeotermale dhe e erës.

abstrakte, shtuar 25/10/2013


Prodhimi i energjisë elektrike. Llojet kryesore të termocentraleve. Ndikimi i termocentraleve bërthamore në mjedis. Ndërtimi i hidrocentraleve moderne. Dinjiteti i stacioneve të baticës. Përqindja e llojeve të termocentraleve.

prezantimi i shtuar 03/23/2015


Studimi numerik i funksionimit me efikasitet energjetik të një njësie kondensimi të termocentralit në kushte të ndryshme të shkëmbimit të nxehtësisë me mjedisin. Konsiderimi i varësisë së përgjithshme të funksionimit të termocentraleve në përdorimin e substancave të ndryshme organike të punës.