Budućnost elektrana na ugljen. Termoelektrane Tes radi

Sažetak o disciplini "Uvod u režiju"

Izradio student Mikhailov D.A.

Novosibirsko državno tehničko sveučilište

Novosibirsk, 2008

Uvod

Elektrana je elektrana koja se koristi za pretvaranje prirodne energije u električnu energiju. Tip elektrane prvenstveno je određen vrstom prirodne energije. Najrasprostranjenije su termoelektrane (TE) koje koriste toplinsku energiju koja se oslobađa pri izgaranju fosilnih goriva (ugljen, nafta, plin i dr.). Termoelektrane proizvode oko 76% električne energije proizvedene na našem planetu. To je zbog prisutnosti fosilnih goriva u gotovo svim regijama našeg planeta; mogućnost transporta fosilnog goriva od mjesta proizvodnje do elektrane koja se nalazi u blizini potrošača energije; tehnički napredak termoelektrana, osiguravanje izgradnje termoelektrana velikog kapaciteta; mogućnost korištenja otpadne topline radnog fluida i opskrbe potrošačima, osim električne energije, i toplinske energije (parom ili toplom vodom) itd. Termoelektrane namijenjene samo za proizvodnju električne energije nazivaju se kondenzacijske elektrane (IES). Elektrane namijenjene za kombiniranu proizvodnju električne energije i opskrbu parom, kao i toplom vodom potrošača topline, imaju parne turbine s međuodsisavanjem pare ili s protutlakom. U takvim se instalacijama toplina ispušne pare djelomično ili čak potpuno koristi za opskrbu toplinom, zbog čega se smanjuje gubitak topline s rashladnom vodom. Međutim, udio energije pare pretvorene u električnu energiju, s istim početnim parametrima, u postrojenjima s kogeneracijskim turbinama manji je nego u postrojenjima s kondenzacijskim turbinama. Termoelektrane, u kojima se istrošena para, uz proizvodnju električne energije, koristi za opskrbu toplinom nazivaju se kombinirane toplinske i elektrane (CHP).

Osnovni principi rada TE

Slika 1 prikazuje tipični toplinski dijagram kondenzacijske jedinice na fosilna goriva.

Slika 1 Shematski toplinski dijagram TE

1 - parni kotao; 2 - turbina; 3 - električni generator; 4 - kondenzator; 5 - pumpa za kondenzat; 6 - niskotlačni grijači; 7 - odzračivač; 8 - pumpa za napajanje; 9 - visokotlačni grijači; 10 - odvodna pumpa.

Taj se krug naziva krug za ponovno zagrijavanje pare. Kao što je poznato iz kolegija termodinamike, toplinska učinkovitost takvog kruga s istim početnim i konačnim parametrima i ispravnim izborom parametara ponovnog zagrijavanja veća je nego u krugu bez ponovnog zagrijavanja.

Razmotrimo principe rada TPP-a. Gorivo i oksidant, koji je obično zagrijani zrak, kontinuirano ulaze u peć kotla (1). Kao gorivo koriste se ugljen, treset, plin, uljni škriljac ili loživo ulje. Većina TE u našoj zemlji kao gorivo koristi ugljenu prašinu. Zbog topline koja nastaje kao rezultat izgaranja goriva, voda u parnom kotlu se zagrijava, isparava, a nastala zasićena para kroz parni vod (2) ulazi u parnu turbinu. Svrha je pretvaranje toplinske energije pare u mehaničku energiju.

Svi pokretni dijelovi turbine čvrsto su povezani s osovinom i rotiraju se s njom. U turbini se kinetička energija mlaznica pare prenosi na rotor na sljedeći način. Para visokog pritiska i visoke temperature, koja ima veliku unutarnju energiju, iz kotla ulazi u mlaznice (kanale) turbine. Mlaz pare velikom brzinom, često većom od zvučne, kontinuirano istječe iz mlaznica i ulazi u lopatice rotora turbine, postavljene na disk koji je čvrsto povezan s osovinom. U tom slučaju mehanička energija strujanja pare pretvara se u mehaničku energiju rotora turbine, točnije u mehaničku energiju rotora turbinskog generatora, budući da osovina turbine i elektrogeneratora (3) međusobno su povezani. U električnom generatoru mehanička energija se pretvara u električnu energiju.

Nakon parne turbine, vodena para, već s niskim tlakom i temperaturom, ulazi u kondenzator (4). Ovdje se para pretvara u vodu pomoću rashladne vode koja se pumpa kroz cijevi smještene unutar kondenzatora, a koja se kondenzatnom pumpom (5) preko regenerativnih grijača (6) dovodi u deaerator (7).

Deaerator služi za uklanjanje plinova otopljenih u njemu iz vode; istodobno se u njemu, kao i u regenerativnim grijačima, napojna voda zagrijava parom uzetom iz turbinske ekstrakcije. Odzračivanje se provodi kako bi se sadržaj kisika i ugljičnog dioksida u njemu doveo na dopuštene vrijednosti i time smanjila stopa korozije u kanalima vode i pare.

Odzračivana voda se u kotlovsko postrojenje dovodi napojnom pumpom (8) kroz grijače (9). Kondenzat ogrjevne pare koji nastaje u grijačima (9) kaskadno se zaobilazi u deaerator, a kondenzat ogrjevne pare grijača (6) se odvodnom pumpom (10) dovodi u vod kroz koji se kondenzat teče iz kondenzatora (4).

Najteže s tehničkog gledišta je organizacija rada termoelektrana na ugljen. Istovremeno, udio takvih elektrana u domaćoj energetici je visok (~ 30%) i planira se povećati.

Dijagram toka procesa takve elektrane na ugljen prikazan je na slici 2.

Slika 2 Tehnološki dijagram TE na prah

1 - željeznički vagoni; 2 - uređaji za istovar; 3 - skladište; 4 - trakasti transporteri; 5 - postrojenje za drobljenje; 6 - bunker sirovog ugljena; 7 - mlinovi za prah; 8 - separator; 9 - ciklon; 10 - bunker ugljene prašine; 11 - hranilice; 12 - ventilator mlina; 13 - komora za izgaranje kotla; 14 - ventilator puhala; 15 - sakupljači pepela; 16 - odvodnici dima; 17 - dimnjak; 18 - niskotlačni grijači; 19 - visokotlačni grijači; 20 - odzračivač; 21 - pumpe za napajanje; 22 - turbina; 23 - kondenzator turbine; 24 - pumpa za kondenzat; 25 - cirkulacijske pumpe; 26 - prihvatni bunar; 27 - bušotina za pražnjenje; 28 - kemijska radnja; 29 - grijači mreže; 30 - cjevovod; 31 - vod za odvod kondenzata; 32 - električni razvodni uređaj; 33 - jaružne pumpe.

Gorivo u željezničkim vagonima (1) ide do uređaja za istovar (2), odakle se pomoću trakastih transportera (4) šalje u skladište (3), a iz skladišta se gorivo dovodi u postrojenje za drobljenje (5) . Moguće je dopremanje goriva u postrojenje za drobljenje i izravno iz uređaja za istovar. Iz drobilice gorivo ulazi u bunkere sirovog ugljena (6), a odatle, preko dovoda, u mlinove za prah (7). Ugljena prašina se pneumatski transportira kroz separator (8) i ciklonu (9) do spremnika za ugljenu prašinu (10), a odatle dovodnicima (11) do plamenika. Zrak iz ciklona usisava se ventilatorom mlina (12) i dovodi u komoru za izgaranje kotla (13).

Plinovi nastali tijekom izgaranja u komori za izgaranje, nakon izlaska iz nje, prolaze uzastopno kroz plinske kanale kotlovskog postrojenja, gdje u pregrijaču (primarnom i sekundarnom, ako se provodi ciklus s međupregrijavanjem pare) i vodenom ekonomajzeru odaju toplinu radnom fluidu, au grijaču zraka - isporučuju se u parni kotao na zrak. Zatim se u kolektorima pepela (15) plinovi čiste od letećeg pepela i kroz dimnjak (17) pomoću dimovoda (16) ispuštaju u atmosferu.

Šljaka i pepeo koji ispadaju ispod komore za izgaranje, grijača zraka i kolektora pepela ispiru se vodom i kanalima se dovode do pumpi za jaružanje (33) koje ih pumpaju na deponije pepela.

Zrak potreban za izgaranje do grijača zraka parnog kotla dovodi se ventilatorom (14). Zrak se obično uzima iz gornjeg dijela kotlovnice i (kod parnih kotlova velikog kapaciteta) s vanjske strane kotlovnice.

Pregrijana para iz parnog kotla (13) dovodi se u turbinu (22).

Kondenzat iz turbinskog kondenzatora (23) se kondenzatnim pumpama (24) preko niskotlačnih regenerativnih grijača (18) dovodi do odzračivača (20), a odatle napojnim pumpama (21) preko visokotlačnih grijača (19) u kotao ekonomizator.

Gubici pare i kondenzata nadopunjuju se u ovoj shemi s kemijski demineraliziranom vodom, koja se dovodi u vod kondenzata nizvodno od kondenzatora turbine.

Voda za hlađenje se dovodi u kondenzator iz vodoopskrbnog bunara (26) pomoću cirkulacijskih pumpi (25). Zagrijana voda se ispušta u otpadni bunar (27) istog izvora na određenoj udaljenosti od usisne točke, dovoljnoj da se zagrijana voda ne miješa s povučenom vodom. Uređaji za kemijsku obradu nadopunjene vode nalaze se u kemijskoj radnji (28).

Sheme mogu uključivati ​​malu instalaciju grijanja mreže za grijanje elektrane i susjednog sela. Para se dovodi u grijače mreže (29) ovog agregata iz turbinskih ekstrakcija, kondenzat se ispušta kroz vod (31). Voda iz mreže se dovodi do grijača i odvodi iz njega kroz cjevovode (30).

Proizvedena električna energija se preusmjerava s električnog generatora na vanjske potrošače putem pojačanih električnih transformatora.

Za opskrbu električnom energijom elektromotora, rasvjetnih uređaja i uređaja elektrane, za vlastite potrebe postoji elektro razvodni uređaj (32).

Zaključak

Sažetak prikazuje osnovne principe rada TE. Na primjeru rada kondenzacijske elektrane razmatra se toplinski dijagram elektrane, kao i tehnološki dijagram na primjeru elektrane na ugljen. Prikazani su tehnološki principi proizvodnje električne energije i topline.

Climate Analytics i dalje inzistira na tome da se energija ugljena u Europi mora eliminirati do 2030. - inače EU neće ispuniti ciljeve Pariškog klimatskog sporazuma. Ali koje stanice trebate zatvoriti prve? Predlažu se dva pristupa - ekološki i ekonomski. "Kisik.ŽIVOT" pobliže pogledao najveće termoelektrane na ugljen u Rusiji, koje nitko neće zatvoriti.

Zatvori za deset godina

Climate Analytics i dalje inzistira da će za postizanje ciljeva Pariškog sporazuma o klimi zemlje EU morati zatvoriti gotovo sve operativne elektrane na ugljen. Energetskom sektoru u Europi potrebna je potpuna dekarbonizacija, budući da se značajan dio ukupnih emisija stakleničkih plinova (GHG) u EU proizvodi u energiji ugljena. Stoga je postupno izbacivanje ugljena u ovoj industriji jedna od najisplativijih metoda smanjenja emisija stakleničkih plinova, a takve akcije će također donijeti značajne koristi u pogledu kvalitete zraka, javnog zdravlja i energetske sigurnosti.

Sada u EU postoji više od 300 elektrana u kojima radi 738 elektrana na ugljen. Naravno, geografski nisu ravnomjerno raspoređeni. Ali općenito, ugljen i lignit (smeđi ugljen) daju četvrtinu ukupne proizvodnje električne energije u EU. EU najviše ovisi o ugljenu Poljska, Njemačka, Bugarska, Češka i Rumunjska. Njemačka i Poljska čine 51% instaliranih kapaciteta ugljena u EU i 54% emisija stakleničkih plinova iz energije ugljena u cijeloj ujedinjenoj Europi. Istodobno, u sedam zemalja EU nema termoelektrana na ugljen.

“Daljnje korištenje ugljena za proizvodnju električne energije nespojivo je s provedbom cilja drastičnog smanjenja emisija stakleničkih plinova. Stoga EU treba razviti strategiju za postupno izbacivanje ugljena brže nego što je trenutno”, sažima Climate Analytics. Inače će ukupne emisije u EU do 2050. porasti za 85%. Simulacije Climate Analytics pokazale su da bi 25% trenutno aktivnih elektrana na ugljen trebalo biti zatvoreno do 2020. U sljedećih pet godina potrebno je zatvoriti 72 posto termoelektrana, a do 2030. potpuno se riješiti energije ugljena.

Glavno pitanje je kako to učiniti? Prema Climate Analyticsu, “kritično je pitanje koje kriterije treba koristiti da bi se odredilo kada zatvoriti određene TE? Sa stajališta zemljine atmosfere, kriteriji su irelevantni, jer će emisije stakleničkih plinova opadati odgovarajućom brzinom. Ali sa stajališta političara, vlasnika poduzeća i drugih dionika, razvoj takvih kriterija ključan je trenutak u donošenju odluka.”

Climate Analytics nudi dvije moguće strategije za eliminaciju upotrebe ugljena za proizvodnju električne energije. Prvi je najprije ugasiti one TE koje vode po emisijama stakleničkih plinova. Druga strategija je zatvaranje pogona najmanje poslovne vrijednosti. Za svaku od strategija nacrtana je zanimljiva infografika koja pokazuje kako će se lice EU mijenjati tijekom godina nakon zatvaranja elektrana na ugljen. U prvom slučaju na udaru će biti Poljska, Češka, Bugarska i Danska. U drugom - također Poljska i Danska.

Nema jedinstva

Climate Analytics je također nacrtao godine zatvaranja za svih 300 postaja u skladu s dvije strategije. Lako je uočiti da se ove godine značajno razlikuju od razdoblja rada ovih postaja u uobičajenom načinu rada (tzv. BAU - businnes as usual). Na primjer, najveća u Europi postaja Belchatow u Poljskoj (s kapacitetom većim od 4,9 GW) može raditi najmanje do 2055.; dok se predlaže da se zatvori već do 2027. - isti termin pod bilo kojim scenarijem.

Općenito, upravo pet poljskih termoelektrana koje mogu mirno pušiti do 2060-ih Climate Analytics predlaže da se zatvori tri do četiri desetljeća prije roka. Poljska, čiji energetski sektor 80% ovisi o ugljenu, vjerojatno neće biti zadovoljna takvim razvojem događaja (podsjetimo, ova će zemlja čak na sudu osporiti klimatske obveze koje joj je nametnula EU). Još pet postaja iz Top 20 nalazi se u Velikoj Britaniji; osam u Njemačkoj. Također u prvih dvadeset za zatvaranje - dvije termoelektrane u Italiji.

Istovremeno, britanski Fiddler's Ferry (kapaciteta 2 GW) trebao bi biti zatvoren već 2017. godine, a ostatak britanskih termoelektrana, kako navodi vlada ove zemlje, do 2025. godine. u ovoj zemlji proces može biti relativno bezbolan.Sve se može protegnuti do 2030. godine, provedba dvije strategije će se razlikovati ovisno o specifičnostima zemlje (postoje rudarske regije) .U Češkoj i Bugarskoj proizvodnja ugljena će se treba postupno ukinuti do 2020., prvenstveno zbog znatnih emisija.

Obnovljivi izvori energije trebali bi zamijeniti ugljen. Prema Climate Analyticsu, smanjenje troškova solarne i vjetrogeneracije važan je trend koji treba podržati i razviti. Obnovljivi izvori energije mogu transformirati energetski sektor, uključujući otvaranje novih radnih mjesta (ne samo u samoj industriji, već iu proizvodnji opreme). Koji će, između ostalog, moći zaposliti kadrove oslobođene iz sektora energetike ugljena.

Međutim, Climate Analytics priznaje da u Europi nema jedinstva po pitanju ugljena. Dok su neke zemlje značajno smanjile proizvodnju i najavile potpuno odbacivanje ove vrste goriva u sljedećih 10-15 godina (među njima, na primjer, Velika Britanija, Finska i Francuska), druge ili grade ili planiraju izgradnju novih ugljena. zapaljene elektrane (Poljska i Grčka). “U Europi se velika pozornost posvećuje ekološkim pitanjima, ali teško da će se brzo odustati od proizvodnje ugljena. Prvo, potrebno je pustiti u rad zamjenske kapacitete, jer su toplina i svjetlost potrebni i stanovništvu i gospodarstvu. To je tim važnije jer su ranije donesene odluke o zatvaranju niza nuklearnih elektrana u Europi. Pojavit će se socijalni problemi, bit će potrebno prekvalificirati dio djelatnika samih postaja, ukinut će se značajan broj radnih mjesta u raznim djelatnostima, što će nedvojbeno povećati napetost u društvu. Zatvaranje termoelektrana odrazit će se i na proračune, jer neće biti značajnije skupine poreznih obveznika, a značajno će se smanjiti i pokazatelji poslovanja onih tvrtki koje su im ranije opskrbljivale robu i usluge. Ako je ikakvo rješenje moguće, onda se ono može sastojati u produljenom napuštanju proizvodnje ugljena, uz istovremeni nastavak rada na poboljšanju tehnologija kako bi se smanjile emisije iz izgaranja ugljena, poboljšala ekološka situacija u elektranama na ugljen", - kaže ovom prilikom Dmitrij Baranov, vodeći stručnjak Društva za upravljanje Finam.

Top 20 elektrana na ugljen u Europi, koje će, prema Climate Analyticsu, morati biti zatvorene

Što imamo?

Udio toplinske proizvodnje u strukturi proizvodnje električne energije u Rusiji je više od 64%, u strukturi instalirane snage elektrana UES - više od 67%. Međutim, u TOP-10 najvećih termoelektrana u zemlji, samo dvije stanice rade na ugljen - Reftinskaya i Ryazanskaya; u glavnom, toplinska energija u Rusiji je plin. “Rusija ima jednu od najboljih struktura ravnoteže goriva na svijetu. Za proizvodnju energije koristimo samo 15% ugljena. U prosjeku diljem svijeta ta brojka iznosi 30-35%. U Kini - 72%, u SAD-u i Njemačkoj - 40%. Zadatak smanjenja udjela neugljičnih izvora na 30% aktivno se provodi iu Europi. U Rusiji je ovaj program, zapravo, već proveden "- rekao je čelnik Ministarstva energetike Ruske Federacije Aleksandar Novak govoreći krajem veljače na panel sesiji "Zelena ekonomija kao vektor razvoja" na Ruskom investicijskom forumu 2017. u Sočiju.

Udio nuklearne energije u ukupnom volumenu energetske bilance zemlje je 16-17%, hidroelektrane - 18%, plin čini oko 40%. Prema Institutu za energetska istraživanja Ruske akademije znanosti, ugljen u proizvodnji električne energije dugo je aktivno zamijenjen plinom i atomskom energijom, i to najbrže u europskom dijelu Rusije. Najveće elektrane na ugljen nalaze se, međutim, u središtu i na Uralu. Ali ako pogledate sliku u energetskom sektoru u kontekstu regija, a ne pojedinačnih stanica, slika će biti drugačija: najviše "ugljenih" regija nalazi se u Sibiru i na Dalekom istoku. Struktura teritorijalnih energetskih bilanca ovisi o stupnju plinifikacije: visoka je u europskom dijelu Rusije, a niska u istočnom Sibiru i šire. Ugljen se kao gorivo obično koristi u gradskim CHP postrojenjima, gdje se ne proizvodi samo električna energija, već i toplina. Stoga se proizvodnja u velikim gradovima (poput Krasnojarska) u potpunosti temelji na ugljenu. Općenito, udio termoelektrana samo u IES-u Sibira trenutno čini 60% proizvodnje električne energije - to je oko 25 GW kapaciteta "ugljen".

Što se tiče obnovljivih izvora energije, sada udio takvih izvora u energetskoj bilanci Ruske Federacije iznosi simboličnih 0,2%. “Planiramo doseći 3% - do 6 tisuća MW zbog raznih mehanizama podrške”, prognozirao je Novak. Rosseti daje optimističnije prognoze: instalirani kapacitet obnovljivih izvora energije u Rusiji do 2030. mogao bi porasti za 10 GW. Ipak, globalno restrukturiranje energetske bilance u našoj zemlji se ne očekuje. “Prema predviđanjima, do 2050. godine u svijetu će biti oko 10 milijardi ljudi. Već danas oko 2 milijarde nema pristup izvorima energije. Zamislite kolika će biti potreba čovječanstva za energijom za 33 godine i kako bi se obnovljivi izvori energije trebali razvijati kako bi zadovoljili svu potražnju“, – ovako Alexander Novak dokazuje održivost tradicionalne energije.

„U Rusiji definitivno nema govora o „odricanju od ugljena“, pogotovo jer se prema Energetskoj strategiji do 2035. planira povećati udio ugljena u energetskoj bilanci zemlje“, podsjeća Dmitrij Baranov iz britanskog Finam Managementa. - Uz naftu i plin, ugljen je jedan od najvažnijih minerala na planeti, a Rusija je, kao jedna od najvećih država svijeta po svojim rezervama i proizvodnji, jednostavno dužna posvetiti dužnu pažnju razvoju ovoj industriji. Novak je još 2014. godine na sastanku ruske vlade predstavio program razvoja industrije ugljena u Rusiji do 2030. godine. Fokusira se na stvaranje novih centara za eksploataciju ugljena, prvenstveno u Sibiru i na Dalekom istoku, unaprjeđenje znanstvenog i tehničkog potencijala u industriji, kao i na provedbu projekata u kemiji ugljena.

Najveće termoelektrane na ugljen u Rusiji

Reftinskaya GRES (Enel Rusija)

To je najveća termoelektrana na ugljen u Rusiji (i druga među 10 najboljih termoelektrana u zemlji). Smješten u regiji Sverdlovsk, 100 km sjeveroistočno od Jekaterinburga i 18 km od Azbesta.
Instalirani električni kapacitet - 3800 MW.
Instalirani toplinski kapacitet - 350 Gcal / h.
Omogućuje opskrbu električnom energijom industrijskim regijama regija Sverdlovsk, Tyumen, Perm i Chelyabinsk.
Izgradnja elektrane započela je 1963. godine, prvi agregat pušten je u rad 1970. godine, a posljednji 1980. godine.

Ryazanskaya GRES (OGK-2)

Peta u 10 najvećih termoelektrana u Rusiji. Radovi na ugljen (prva faza) i prirodni plin (druga faza). Smješten u Novomichurinsk (Ryazan regija), 80 km južno od Ryazan.
Instalirani električni kapacitet (zajedno s GRES-24) - 3.130 MW.
Instalirana toplinska snaga - 180 Gcal / sat.
Gradnja je započela 1968. Prvi agregat pušten je u rad 1973. godine, posljednji 31. prosinca 1981. godine.

Novočerkaska GRES (OGK-2)

Smješten u mikrookrugu Donskoy u Novočerkasku (regija Rostov), ​​53 km jugoistočno od Rostova na Donu. Pogon na plin i ugljen. Jedina termoelektrana u Rusiji koja koristi lokalni otpad iz vađenja i pripreme ugljena - rudnik antracita.
Instalirani električni kapacitet - 2.229 MW.
Instalirana toplinska snaga - 75 Gcal / sat.
Gradnja je započela 1956. godine. Prvi agregat pušten je u rad 1965. godine, a posljednji - osmi - 1972. godine.

Kashirskaya GRES ("InterRAO")

Nalazi se u Kaširi (Moskovska regija).
Pogon na ugljen i prirodni plin.
Instalirani električni kapacitet - 1.910 MW.
Instalirani toplinski kapacitet - 458 Gcal / h.
Pušten u pogon 1922. prema planu GOELRO. Šezdesetih godina prošlog stoljeća na kolodvoru je izvršena velika modernizacija.
Planirano je da se blokovi 1 i 2 na praškasti ugljen iz upotrebe 2019. godine. Do 2020. ista sudbina čeka još četiri agregata koji rade na plinsko gorivo. U funkciji će ostati samo najmoderniji blok broj 3 snage 300 MW.

Primorskaya GRES (RAO ES Istoka)

Nalazi se u Luchegorsku (Primorski teritorij).
Najjača termoelektrana na Dalekom istoku. Radi na ugljenu iz rudnika uglja Lučegorsk. Pruža većinu potrošnje energije Primorye.
Instalirani električni kapacitet - 1467 MW.
Instalirana toplinska snaga - 237 Gcal / sat.
Prvi agregat stanice pušten je u rad 1974. godine, a posljednji 1990. godine. GRES se nalazi praktički "na brodu" rudnika ugljena - nigdje drugdje u Rusiji nije izgrađena elektrana u tako neposrednoj blizini izvora goriva.

Troitskaya GRES (OGK-2)

Nalazi se u Troitsku (regija Čeljabinsk). Povoljno smješten u industrijskom trokutu Jekaterinburg - Čeljabinsk - Magnitogorsk.
Instalirani električni kapacitet - 1.400 MW.
Instalirana toplinska snaga - 515 Gcal / sat.
Prva faza postaje puštena je u rad 1960. godine. Oprema druge faze (za 1200 MW) stavljena je iz pogona 1992.-2016.
2016. godine puštena je u rad jedinstvena elektrana na prah na ugljen broj 10 snage 660 MW.

Gusinoozerskaya GRES ("InterRAO")

Smješten u Gusinoozersku (Republika Buryatia), pruža struju potrošačima u Burjatiji i susjednim regijama. Glavno gorivo za stanicu je mrki ugljen iz površinskog kopa Okino-Klyuchevsky i ležišta Gusinoozyorsky.
Instalirani električni kapacitet - 1160 MW.
Instalirani toplinski kapacitet - 224,5 Gcal / h.
Od 1976. do 1979. puštena su u rad četiri agregata prve faze. Puštanje u pogon druge etape započelo je 1988. godine puštanjem u pogon agregata broj 5.

Godine 1879., kada Thomas Alva Edison izumio žarulju sa žarnom niti, započela je era elektrifikacije. Proizvodnja velikih količina električne energije zahtijevala je jeftino i lako dostupno gorivo. Ugljen je ispunjavao te zahtjeve, a prve elektrane (koje je potkraj 19. stoljeća sagradio sam Edison) radile su na ugljen.

Kako se sve više i više postaja gradilo u zemlji, ovisnost o ugljenu se povećavala. Od Prvog svjetskog rata, otprilike polovica godišnje proizvodnje električne energije u SAD-u dolazi iz elektrana na ugljen. Godine 1986. ukupna instalirana snaga takvih elektrana iznosila je 289.000 MW, a one su trošile 75% od ukupne količine (900 milijuna tona) iskopanog ugljena u zemlji. S obzirom na postojeće neizvjesnosti u pogledu perspektiva razvoja nuklearne energije i rasta proizvodnje nafte i prirodnog plina, može se pretpostaviti da će do kraja stoljeća termoelektrane na ugljen proizvoditi do 70% sve električne energije. nastao u zemlji.

No, unatoč činjenici da je ugljen dugo bio i bit će glavni izvor električne energije (u Sjedinjenim Državama čini oko 80% rezervi svih vrsta prirodnih goriva), nikada nije bio optimalan gorivo za elektrane. Specifični energetski sadržaj po jedinici težine (tj. kalorijska vrijednost) ugljena je niži od sadržaja nafte ili prirodnog plina. Teže ga je transportirati, a osim toga, sagorijevanje ugljena uzrokuje niz nepoželjnih ekoloških posljedica, posebice kisele kiše. Od kraja 60-ih godina privlačnost elektrana na ugljen naglo je opala zbog pooštravanja zahtjeva za onečišćenjem okoliša plinovitim i čvrstim emisijama u obliku pepela i troske. Troškovi rješavanja ovih ekoloških problema, uz sve veći trošak izgradnje složenih objekata poput termoelektrana, učinili su njihove razvojne izglede s čisto ekonomskog stajališta manje povoljnim.

Međutim, ako se promijeni tehnološka baza termoelektrana na ugljen, njihova bi prijašnja atraktivnost mogla ponovno oživjeti. Neke od ovih promjena su evolucijske prirode i prvenstveno su usmjerene na povećanje kapaciteta postojećih postrojenja. Istodobno se razvijaju potpuno novi procesi bezotpadnog izgaranja ugljena, odnosno uz minimalnu štetu za okoliš. Uvođenje novih tehnoloških procesa ima za cilj osigurati da se buduće termoelektrane na ugljen mogu učinkovito kontrolirati u odnosu na stupanj onečišćenja okoliša, imati fleksibilnost u pogledu mogućnosti korištenja različitih vrsta ugljena i ne zahtijevaju dugo vrijeme izgradnje.

Kako biste uvidjeli značaj napretka u tehnologiji izgaranja ugljena, razmotrite ukratko rad konvencionalne termoelektrane na ugljen. Ugljen se sagorijeva u peći parnog kotla, koji je ogromna komora s cijevima unutra, u kojoj se voda pretvara u paru. Prije nego što se ubaci u peć, ugljen se usitnjava u prašinu, zbog čega se postiže gotovo ista potpunost izgaranja kao pri izgaranju zapaljivih plinova. Veliki parni kotao u prosjeku troši 500 tona ugljena u prahu na sat i proizvodi 2,9 milijuna kg pare, što je dovoljno za proizvodnju 1 milijun kWh električne energije. U isto vrijeme kotao ispušta u atmosferu oko 100.000 m3 plinova.
Nastala para prolazi kroz pregrijač, gdje joj se povećava temperatura i tlak, a zatim ulazi u visokotlačnu turbinu. Mehanička energija vrtnje turbine pretvara se električnim generatorom u električnu energiju. Kako bi se postigla veća učinkovitost pretvorbe energije, para iz turbine se obično vraća u kotao za ponovno zagrijavanje, a zatim pokreće jednu ili dvije niskotlačne turbine prije nego što se kondenzira hlađenjem; kondenzat se vraća u ciklus kotla.

Oprema termoelektrana uključuje mehanizme za dovod goriva, kotlove, turbine, generatore, kao i složene sustave hlađenja, čišćenje dimnih plinova i uklanjanje pepela. Svi ovi primarni i sekundarni sustavi dizajnirani su za pouzdan rad 40 godina ili više pri opterećenjima koja mogu biti u rasponu od 20% instaliranog kapaciteta postrojenja do maksimuma. Kapitalni trošak opreme za tipičnu termoelektranu od 1000 MW obično je veći od 1 milijarde dolara.

Učinkovitost s kojom se toplina oslobođena izgaranjem ugljena može pretvoriti u električnu energiju bila je samo 5% prije 1900. godine, ali je do 1967. dosegla 40%. Drugim riječima, u razdoblju od oko 70 godina specifična potrošnja ugljena po jedinici proizvedene električne energije smanjena je osam puta. Sukladno tome, smanjio se i trošak 1 kW instalirane snage termoelektrana: ako je 1920. bio 350 dolara (u cijenama iz 1967.), onda je 1967. pao na 130 dolara. Cijena isporučene električne energije također je pala u istom razdoblju od 25 centi do 2 centa po kWh.

Međutim, počevši od 1960-ih, tempo napretka počeo je opadati. Ovaj trend se očito objašnjava činjenicom da su tradicionalne termoelektrane dosegle granicu svog savršenstva, određenog zakonima termodinamike i svojstvima materijala od kojih se izrađuju kotlovi i turbine. Od ranih 1970-ih, ovi tehnički čimbenici su pogoršani novim ekonomskim i organizacijskim razlozima. Konkretno, naglo su porasli kapitalni izdaci, usporila se stopa rasta potražnje za električnom energijom, pooštreni su zahtjevi za zaštitu okoliša od štetnih emisija, a rokovi za provedbu projekata izgradnje elektrana produljeni. Kao rezultat toga, cijena proizvodnje električne energije iz ugljena, koja je imala dugoročni trend pada, naglo je porasla. Doista, 1 kW električne energije proizvedene u novim termoelektranama sada košta više nego 1920. (u usporedivim cijenama).

Tijekom proteklih 20 godina na cijenu elektrana na ugljen najviše su utjecali stroži zahtjevi za uklanjanje plinovitih,
tekući i čvrsti otpad. Sustavi za čišćenje plina i rukovanje pepelom u suvremenim termoelektranama sada čine 40% kapitalnih troškova i 35% operativnih troškova. S tehničkog i ekonomskog gledišta, najznačajniji element sustava za kontrolu emisija je postrojenje za odsumporavanje dimnih plinova, koje se često naziva mokrim (scruber) sustavom za sakupljanje prašine. Mokri sakupljač prašine (scruber) zadržava sumporne okside, koji su glavni zagađivači koji nastaju tijekom izgaranja ugljena.

Ideja o mokrom prikupljanju prašine je jednostavna, ali u praksi se ispostavi da je teško i skupo. Alkalna tvar, obično vapno ili vapnenac, pomiješa se s vodom i otopina se rasprši u struju dimnih plinova. Sumporni oksidi sadržani u dimnim plinovima apsorbiraju se alkalijskim česticama i talože se iz otopine u obliku inertnog sulfita ili kalcijevog sulfata (gips). Gips se može lako ukloniti ili, ako je dovoljno čist, plasirati na tržište kao građevinski materijal. U složenijim i skupljim sustavima za pročišćavanje, gipsani mulj se može pretvoriti u sumpornu kiselinu ili elementarni sumpor, koji su vrijedniji kemijski proizvodi. Od 1978. godine ugradnja pročistača je obavezna na svim termoelektranama na prah u izgradnji. Kao rezultat toga, energetska industrija SAD-a sada ima više jedinica za čišćenje od ostatka svijeta.
Trošak sustava za pročišćavanje u novim postrojenjima obično iznosi 150-200 USD po 1 kW instaliranog kapaciteta. Ugradnja pročistača u postojeća postrojenja, izvorno projektirana bez mokrog čišćenja plinom, skuplja je za 10-40% nego u novim postrojenjima. Troškovi rada uređaja za pranje su prilično visoki bez obzira na to da li su instalirani u starim ili novim postrojenjima. Scruberi stvaraju ogromnu količinu gipsanog mulja, koji se mora držati u taložnicima ili odlagati, što stvara novi ekološki problem. Na primjer, termoelektrana od 1000 MW koja radi na ugljen koji sadrži 3% sumpora proizvodi toliko mulja godišnje da može pokriti površinu od 1 km2 sa slojem debljine oko 1 m.
Osim toga, sustavi za mokro čišćenje plina troše puno vode (u postrojenju od 1000 MW potrošnja vode je oko 3800 l/min), a njihova oprema i cjevovodi često su skloni začepljenju i koroziji. Ovi čimbenici povećavaju operativne troškove i smanjuju ukupnu pouzdanost sustava. Konačno, u sustavima za pročišćavanje, od 3 do 8% energije koju proizvodi stanica troši se za pogon pumpi i dimovoda te za zagrijavanje dimnih plinova nakon čišćenja plina, što je neophodno za sprječavanje kondenzacije i korozije u dimnjacima.
Široko rasprostranjeno prihvaćanje pročistača u američkoj energetskoj industriji nije bilo jednostavno niti jeftino. Prve instalacije za pročišćavanje bile su znatno manje pouzdane od ostale opreme stanice, stoga su komponente sustava za pročišćavanje projektirane s velikom marginom sigurnosti i pouzdanosti. Neke od poteškoća vezanih uz ugradnju i rad pročistača mogu se pripisati činjenici da je industrijska primjena tehnologije pročistača prerano započela. Tek sada, nakon 25 godina iskustva, pouzdanost sustava za pranje je dosegla prihvatljivu razinu.
Troškovi elektrana na ugljen su porasli, ne samo zbog obvezne prisutnosti sustava za kontrolu emisija, već i zbog toga što su troškovi same izgradnje naglo porasli. Čak i uzimajući u obzir inflaciju, jedinični trošak instalirane snage termoelektrana na ugljen sada je tri puta veći nego 1970. godine. velike elektrane, nadoknađene su značajnim povećanjem cijene izgradnje... Ovo povećanje cijena dijelom odražava visoke troškove financiranja dugoročnih projekata kapitalne izgradnje.

Utjecaj kašnjenja u provedbi projekta može se vidjeti na primjeru japanskih energetskih tvrtki. Japanske tvrtke obično su agilnije od svojih američkih kolega u rješavanju organizacijskih, tehničkih i financijskih problema koji često odgađaju puštanje u rad velikih građevinskih projekata. U Japanu se elektrana može izgraditi i pustiti u rad za 30-40 mjeseci, dok je u Sjedinjenim Državama za elektranu istog kapaciteta obično potrebno 50-60 mjeseci. S tako dugim vremenom provedbe projekta, trošak novog postrojenja u izgradnji (i stoga trošak zamrznutog kapitala) usporediv je s fiksnim kapitalom mnogih američkih energetskih tvrtki.

Stoga energetske tvrtke traže načine za smanjenje troškova izgradnje novih elektrana, posebice korištenjem modularnih jedinica manjeg kapaciteta, koje se mogu brzo transportirati i ugraditi u postojeće postrojenje kako bi zadovoljile rastuću potražnju. Ove biljke se mogu staviti online u kraćem vremenskom roku i stoga se brže plaćaju, čak i ako ROI ostane konstantan. Instaliranje novih modula samo kada je potrebno povećanje kapaciteta sustava može rezultirati neto uštedama do 200 USD po kW, iako se s manjim jedinicama gubi ekonomija razmjera.
Kao alternativu izgradnji novih postrojenja za proizvodnju električne energije, komunalna poduzeća su također prakticirala nadogradnju postojećih starih elektrana kako bi poboljšala njihov učinak i produžila njihov vijek trajanja. Ova strategija naravno zahtijeva manje kapitalnih izdataka od izgradnje novih postaja. Ovaj trend je opravdan i zato što elektrane izgrađene prije 30-ak godina još nisu moralno zastarjele. U nekim slučajevima rade čak i s većom učinkovitošću, budući da nisu opremljeni peračima. Stare elektrane dobivaju sve veći udio u energetskom sektoru zemlje. Godine 1970. samo je 20 postrojenja za proizvodnju električne energije u Sjedinjenim Državama bilo starije od 30 godina. Do kraja stoljeća 30 godina bit će prosječna starost termoelektrana na ugljen.

Komunalna poduzeća također traže načine za smanjenje operativnih troškova postrojenja. Kako bi se spriječili gubici energije, potrebno je pravodobno upozoriti na pogoršanje performansi najvažnijih dijelova objekta. Stoga kontinuirano praćenje stanja komponenti i sustava postaje važan dio operativne službe. Takvo kontinuirano praćenje prirodnih procesa trošenja, korozije i erozije omogućuje operaterima postrojenja da poduzmu pravovremene mjere i spriječe hitne kvarove elektrana. Značaj takvih mjera može se ispravno procijeniti ako uzmemo u obzir, na primjer, da bi prisilno zatvaranje elektrane na ugljen od 1000 MW moglo donijeti energetskoj tvrtki gubitke od milijun dolara dnevno, uglavnom zato što se za neprijavljenu energiju mora nadoknaditi opskrbom električne energije iz skupljih izvora.

Porast jediničnih troškova transporta i prerade ugljena te uklanjanja pepela učinio je kvalitetu ugljena (određenu vlagom, sumporom i drugim mineralima) važnim čimbenikom u određivanju učinkovitosti i ekonomičnosti termoelektrana. Iako ugljen niskog kvaliteta može koštati manje od visokokvalitetnog ugljena, njegova je potrošnja za proizvodnju iste količine električne energije mnogo veća. Trošak transporta više niskokvalitetnog ugljena može nadoknaditi korist njegove niže cijene. Osim toga, ugljen niskog stupnja obično stvara više otpada od ugljena visokog stupnja, te stoga zahtijeva visoke troškove uklanjanja pepela. Konačno, sastav niskokvalitetnog ugljena podložan je velikim fluktuacijama, što otežava "podešavanje" sustava goriva stanice za rad s maksimalnom mogućom učinkovitošću; u tom slučaju, sustav se mora prilagoditi tako da može raditi na najgorem očekivanom stupnju.
U postojećim elektranama kvaliteta ugljena se može poboljšati ili barem stabilizirati uklanjanjem nekih nečistoća, poput minerala koji sadrže sumpor, prije izgaranja. U postrojenjima za pročišćavanje, drobljeni „prljavi“ ugljen se na mnogo načina odvaja od nečistoća, koristeći prednosti razlike u specifičnoj težini ili drugim fizičkim karakteristikama ugljena i nečistoća.

Unatoč tim naporima za poboljšanje performansi postojećih elektrana na ugljen, dodatnih 150.000 MW snage trebat će raditi u Sjedinjenim Državama do kraja stoljeća ako potražnja za električnom energijom raste po očekivanoj stopi od 2,3% godišnje . Kako bi ugljen ostao konkurentan na sve širem energetskom tržištu, komunalna poduzeća morat će usvojiti inovativne nove metode sagorijevanja ugljena koje su učinkovitije od tradicionalnih u tri ključna aspekta: manje zagađenja, manje vremena za izgradnju elektrana i bolje performanse i performanse ....

GORENJE UGLJENA U TEKUĆEM SLOJU smanjuje potrebu za pomoćnim postrojenjima za pročišćavanje emisija iz elektrane. U ložištu kotla strujanjem zraka stvara se fluidizirani sloj mješavine ugljena i vapnenca u kojem se miješaju čvrste čestice i nalaze se u suspenziji, odnosno ponašaju se na isti način kao u kipućoj tekućini. Turbulentno miješanje osigurava potpuno izgaranje ugljena; u tom slučaju čestice vapnenca reagiraju sa sumpornim oksidima i zarobljavaju oko 90% tih oksida. Budući da je grubo grijanje kotla izravno u kontaktu s fluidiziranim slojem goriva, stvaranje pare je učinkovitije nego u konvencionalnim parnim kotlovima na ugljen. Osim toga, niža je temperatura gorućeg ugljena u fluidiziranom sloju, što sprječava topljenje kotlovske troske i smanjuje stvaranje dušikovih oksida.

RASPLINANJE UGLJA može se provesti zagrijavanjem mješavine ugljena i vode u atmosferi kisika. Produkt procesa je plin koji se uglavnom sastoji od ugljičnog monoksida i vodika. Nakon što se plin ohladi, odlemi i oslobodi od sumpora, može se koristiti kao gorivo za plinske turbine, a zatim za proizvodnju pare za parnu turbinu (kombinirani ciklus). Postrojenje s kombiniranim ciklusom ispušta manje onečišćujućih tvari u atmosferu od konvencionalne termoelektrane na ugljen.

Trenutno se razvija više od desetak metoda izgaranja ugljena s povećanom učinkovitošću i manje štete za okoliš. Među njima najviše obećavaju izgaranje u fluidiziranom sloju i rasplinjavanje ugljena. Izgaranje prema prvoj metodi provodi se u peći parnog kotla, koji je postavljen tako da se drobljeni ugljen pomiješan s česticama vapnenca održava iznad rešetke peći u suspendiranom ("pseudoukapljenom") stanju. snažnim uzlaznim strujanjem zraka. Suspendirane čestice se ponašaju u biti na isti način kao u kipućoj tekućini, odnosno u turbulentnom su kretanju, što osigurava visoku učinkovitost procesa izgaranja. Vodovodne cijevi takvog kotla u izravnom su kontaktu s "fluidiziranim slojem" goriva koje gori, zbog čega se veliki dio topline prenosi toplinskom vodljivošću, što je puno učinkovitije od radijacijskog i konvektivnog prijenosa topline u konvencionalni parni kotao.

Kotao s ložištem, u kojem se ugljen loži u fluidiziranom sloju, ima veću površinu površine cijevi za prijenos topline od konvencionalnog kotla koji radi na prah ugljena, što omogućuje smanjenje temperature u peći i time smanjenje stvaranja dušikovih oksida. (Ako temperatura u konvencionalnom kotlu može biti viša od 1650°C, onda je u kotlu s izgaranjem u fluidiziranom sloju u rasponu od 780-870°C.) Štoviše, vapnenac pomiješan s ugljenom veže 90 ili više posto sumpora koji se oslobađa iz ugljena tijekom izgaranja, budući da niža radna temperatura potiče reakciju između sumpora i vapnenca da nastane sulfit ili kalcijev sulfat. Dakle, tvari štetne za okoliš, nastale tijekom izgaranja ugljena, neutraliziraju se na mjestu nastanka, odnosno u peći.
Osim toga, kotao s fluidiziranim slojem manje je osjetljiv na fluktuacije kvalitete ugljena u smislu dizajna i principa rada. U peći konvencionalnog kotla na prah na ugljen stvara se ogromna količina rastaljene troske, koja često začepljuje površine prijenosa topline i time smanjuje učinkovitost i pouzdanost kotla. U kotlu s fluidiziranim slojem ugljen se sagorijeva na temperaturi ispod točke taljenja troske, pa se stoga problem začepljenja ogrjevnih površina troskom niti ne javlja. Takvi kotlovi mogu raditi na ugljenu manje kvalitete, što u nekim slučajevima može značajno smanjiti troškove rada.
Metoda izgaranja u fluidiziranom sloju lako se implementira u modularne kotlove s niskim učinkom pare. Prema nekim procjenama, ulaganje u termoelektranu s kompaktnim kotlovima koji rade na principu fluidiziranog sloja može biti 10-20% manje od ulaganja u tradicionalnu termoelektranu istog kapaciteta. Uštede se postižu smanjenjem vremena izgradnje. Osim toga, kapacitet takve stanice može se lako povećati povećanjem električnog opterećenja, što je važno za one slučajeve kada njegov rast u budućnosti nije poznat unaprijed. Problem planiranja je također pojednostavljen, budući da se takve kompaktne jedinice mogu brzo sastaviti čim se pojavi potreba za povećanjem proizvodnje električne energije.
Kotlovi s fluidiziranim slojem također se mogu ugraditi u postojeće elektrane kada je potrebno brzo povećati proizvodni kapacitet. Primjerice, energetska tvrtka Northern States Power pretvorila je jedan od kotlova na prah u stanici u kom. Minnesota u kotlu s fluidiziranim slojem. Preinaka je izvršena kako bi se snaga elektrane povećala za 40%, smanjili zahtjevi za kvalitetom goriva (kotao može raditi i na lokalnom otpadu), temeljitije čišćenje emisija i produljenje vijeka trajanja elektrane. stanica do 40 godina.
Tijekom proteklih 15 godina, tehnologija koja se koristi u termoelektranama opremljenim isključivo kotlovima s fluidiziranim slojem proširila se od malih pilot-postrojenja do velikih "demonstracijskih" postrojenja. Takvo postrojenje ukupne snage 160 MW zajednički grade Tennessee Valley Authority, Duke Power i Commonwealth of Kentucky; Colorado-Ute Electric Association, Inc. pušten u rad agregat snage 110 MW s kotlovima s fluidiziranim slojem. Ako ova dva projekta budu uspješna, kao i projekt Northern States Power, zajedničkog pothvata privatnog sektora s zajedničkim kapitalom od oko 400 milijuna dolara, ekonomski rizik povezan s korištenjem kotlova s ​​fluidiziranim slojem u elektroenergetskoj industriji bit će značajno smanjen.
Druga metoda, koja je, međutim, u jednostavnijem obliku već postojala sredinom 19. stoljeća, je rasplinjavanje ugljena kako bi se dobio "čisto gorući" plin. Takav plin pogodan je za rasvjetu i grijanje i bio je naširoko korišten u Sjedinjenim Državama sve do Drugog svjetskog rata, kada je zamijenjen prirodnim plinom.
U početku je rasplinjavanje ugljena privuklo pozornost energetskih tvrtki, koje su se nadale ovom metodom dobiti gorivo koje gori bez otpada i time eliminirati pročišćavanje. Sada je postalo očito da rasplinjavanje ugljena ima još važniju prednost: vrući produkti izgaranja generatorskog plina mogu se izravno koristiti za pogon plinskih turbina. Zauzvrat, otpadna toplina produkata izgaranja nakon plinske turbine može se iskoristiti za dobivanje pare za pogon parne turbine. Ova kombinirana uporaba plinskih i parnih turbina, nazvana kombinirani ciklus, sada je jedan od najučinkovitijih načina za proizvodnju električne energije.
Plin dobiven plinofikacijom ugljena i oslobođen od sumpora i čestica izvrsno je gorivo za plinske turbine i, kao i prirodni plin, gori gotovo bez otpada. Visoka učinkovitost kombiniranog ciklusa kompenzira neizbježne gubitke povezane s pretvorbom ugljena u plin. Štoviše, postrojenje s kombiniranim ciklusom troši znatno manje vode, budući da dvije trećine kapaciteta razvija plinska turbina, kojoj za razliku od parne turbine nije potrebna voda.
Održivost elektrana s kombiniranim ciklusom rasplinjavanja ugljena dokazala je elektrana Edison Cool Water iz južne Kalifornije. Ova stanica snage oko 100 MW puštena je u rad u svibnju 1984. Može raditi na različite vrste ugljena. Emisije iz postaje ne razlikuju se po čistoći od emisija susjedne plinske postaje. Sumporni oksidi u dimnim plinovima održavaju se znatno ispod cilja pomoću pomoćnog sustava za rekuperaciju sumpora koji uklanja gotovo sav sumpor u izvornom gorivu i proizvodi čisti sumpor za industrijske svrhe. Stvaranje dušikovih oksida sprječava se dodavanjem vode u plin prije izgaranja, što snižava temperaturu izgaranja plina. Štoviše, preostali neizgorjeli ugljen u rasplinjaču se ponovno topi i pretvara u inertni staklasti materijal koji nakon hlađenja zadovoljava kalifornijske zahtjeve za čvrsti otpad.
Osim veće učinkovitosti i manjeg onečišćenja okoliša, postrojenja s kombiniranim ciklusom imaju još jednu prednost: mogu se graditi u nekoliko faza, tako da se instalirani kapacitet povećava u blokovima. Ova fleksibilnost u izgradnji smanjuje rizik prevelikog ili premalog ulaganja povezanog s neizvjesnošću rasta potražnje za električnom energijom. Primjerice, prva faza instalirane snage može raditi na plinskim turbinama, a kao gorivo koristiti naftu ili prirodni plin umjesto ugljena, ako su trenutne cijene tih proizvoda niske. Zatim, kako potražnja za električnom energijom raste, dodatno se pušta u rad kotao na otpadnu toplinu i parna turbina, što će povećati ne samo kapacitet, već i učinkovitost stanice. Nakon toga, kada se potražnja za električnom energijom ponovno poveća, na stanici će biti moguće izgraditi postrojenje za rasplinjavanje ugljena.
Uloga termoelektrana na ugljen ključna je tema kada je riječ o očuvanju prirodnih resursa, zaštiti okoliša i načinima razvoja gospodarstva. Ovi aspekti problema nisu nužno proturječni. Iskustvo korištenja novih tehnoloških procesa izgaranja ugljena pokazuje da se njima mogu uspješno i istovremeno rješavati problemi zaštite okoliša i smanjenje troškova električne energije. Ovaj princip uzet je u obzir u zajedničkom američko-kanadskom izvješću o kiselim kišama objavljenom prošle godine. Vođen prijedlozima sadržanim u izvješću, američki Kongres trenutno razmatra uspostavljanje opće nacionalne inicijative za demonstriranje i korištenje "čistog" procesa izgaranja ugljena. Inicijativa, koja će kombinirati privatni kapital s saveznim ulaganjima, ima za cilj komercijalizirati nove procese izgaranja ugljena u 1990-ima, uključujući kotlove s fluidiziranim slojem i generatore plina. Međutim, čak i uz raširenu primjenu novih procesa izgaranja ugljena u bliskoj budućnosti, rastuća potražnja za električnom energijom ne može se zadovoljiti bez čitavog niza koordiniranih mjera za očuvanje električne energije, reguliranje njezine potrošnje i povećanje produktivnosti postojećih termoelektrana koje rade na tradicionalna načela. Ekonomska i ekološka pitanja koja su stalno na dnevnom redu vjerojatno će dovesti do potpuno novog tehnološkog razvoja koji se bitno razlikuje od ovdje opisanih. Termoelektrane na ugljen mogu se u budućnosti pretvoriti u složena poduzeća za preradu prirodnih resursa. Takva će poduzeća prerađivati ​​lokalna goriva i druge prirodne resurse te proizvoditi električnu energiju, toplinu i razne proizvode, vodeći računa o potrebama lokalnog gospodarstva. Uz kotlove s fluidiziranim slojem i postrojenja za rasplinjavanje ugljena, takva poduzeća bit će opremljena elektroničkim tehničkim dijagnostičkim sustavima i automatiziranim upravljačkim sustavima, a osim toga bit će korisno koristiti većinu nusproizvoda izgaranja ugljena.

Stoga su mogućnosti za poboljšanje ekonomskih i ekoloških čimbenika proizvodnje električne energije iz ugljena vrlo široke. Pravodobno korištenje ovih mogućnosti ovisi, međutim, o sposobnosti vlade da provede uravnoteženu energetsku i ekološku politiku koja stvara potrebne poticaje za elektroenergetsku industriju. Potrebno je poduzeti mjere da se novi procesi izgaranja ugljena razvijaju i provode racionalno, u suradnji s energetskim tvrtkama, a ne kao što je bilo s uvođenjem čišćenja scrubber plina. Sve se to može postići ako se troškovi i rizici svedu na najmanju moguću mjeru kroz dobro osmišljen dizajn, testiranje i poboljšanje malih pilot postrojenja, praćeno širokom industrijalizacijom razvijenih sustava.

Termoelektrane ljudima osiguravaju gotovo svu potrebnu energiju na planetu. Ljudi su naučili primati struju na druge načine, ali još uvijek ne prihvaćaju alternative. Nije im isplativo koristiti gorivo, ne odbijaju ga.

Koja je tajna termoelektrana?

Termoelektrane nije slučajno što ostaju nezamjenjivi. Njihova turbina generira energiju na najjednostavniji način, koristeći izgaranje. Zbog toga je moguće minimizirati troškove izgradnje, koji se smatraju potpuno opravdanima. Takvih predmeta ima u svim zemljama svijeta, pa se ne treba čuditi njihovoj distribuciji.

Princip rada termoelektrana izgrađen na izgaranju golemih količina goriva. Kao rezultat toga, pojavljuje se električna energija koja se prvo akumulira, a zatim distribuira u određene regije. Sheme termoelektrana ostaju gotovo konstantne.

Kakvo gorivo koristi stanica?

Svaka stanica koristi zasebno gorivo. Posebno se isporučuje kako vaš tijek rada ne bi bio poremećen. Ovaj trenutak ostaje jedan od problematičnih jer se pojavljuju troškovi prijevoza. Koje vrste opreme koristi?

• Ugljen;
• Nafta iz škriljaca;
• Treset;
• Lož ulje;
• Prirodni gas.

Toplinski krugovi termoelektrana temelje se na određenoj vrsti goriva. Štoviše, na njima se unose manje izmjene, čime se osigurava maksimalna učinkovitost. Ako se ne rade, glavna potrošnja će biti pretjerana, pa rezultirajuća električna struja neće opravdati.

Vrste termoelektrana

Vrste termoelektrana su važno pitanje. Odgovor na njega će vam reći kako se pojavljuje potrebna energija. Danas se postupno provode ozbiljne promjene, gdje će glavni izvor biti alternativni tipovi, ali zasad je njihova uporaba i dalje neprikladna.

1. Kondenziranje (IES);
2. Kombinirana toplinska i elektrana (CHP);
3. Državne regionalne elektrane (GRES).

Termoelektrana će zahtijevati detaljan opis. Stavovi su različiti, pa će samo razmatranje objasniti zašto se izvodi izgradnja ovog mjerila.

kondenziranje (IES)

Vrste termoelektrana počinju kondenzacijskim. Takva CHP postrojenja se koriste isključivo za proizvodnju električne energije. Najčešće se nakuplja bez da se odmah širi. Metoda kondenzacije osigurava maksimalnu učinkovitost, stoga se takvi principi smatraju optimalnim. Danas se u svim zemljama izdvajaju zasebni objekti velikih razmjera koji pružaju velike regije.

Čini se da nuklearna postrojenja postupno zamjenjuju tradicionalno gorivo. Samo zamjena ostaje skup i dugotrajan proces, budući da se rad fosilnih goriva razlikuje od ostalih metoda. Štoviše, isključenje bilo koje stanice je nemoguće, jer u takvim situacijama cijele regije ostaju bez vrijedne električne energije.

Kombinirana toplinska i elektrana (CHP)

CHP postrojenja se koriste u nekoliko namjena odjednom. Prvenstveno se koriste za proizvodnju vrijedne električne energije, ali sagorijevanje goriva također ostaje korisno za proizvodnju topline. Zbog toga se kogeneracijske elektrane nastavljaju primjenjivati ​​u praksi.

Važna značajka je da su ove vrste termoelektrana superiorne u odnosu na druge s relativno malim kapacitetom. Omogućuju odvojene prostore, tako da nema potrebe za rasutim zalihama. Praksa pokazuje koliko je takvo rješenje isplativo zbog polaganja dodatnih dalekovoda. Princip rada suvremene termoelektrane nepotreban je samo zbog okoliša.

Državne područne elektrane

Opći podaci o suvremenim termoelektranama ne označavaju državnu područnu elektranu. Postupno, oni ostaju u pozadini, gubeći svoju relevantnost. Iako državne elektrane ostaju korisne u smislu proizvodnje energije.

Različite vrste termoelektrana pružaju potporu velikim regijama, ali njihov kapacitet je još uvijek nedovoljan. Tijekom sovjetske ere izvedeni su veliki projekti, koji se sada zatvaraju. Razlog je bila nepravilna upotreba goriva. Iako njihova zamjena ostaje problematična, budući da se prednosti i nedostaci suvremenih termoelektrana prvenstveno ističu po velikim količinama energije.

Koje su elektrane termoelektrane? Njihov se princip temelji na izgaranju goriva. Oni ostaju neophodni, iako se izračuni aktivno provode na ekvivalentnoj zamjeni. Termoelektrane i dalje dokazuju svoje prednosti i nedostatke u praksi. Zbog toga je njihov rad i dalje neophodan.

Što je elektrana na ugljen? Ovo je takvo poduzeće za proizvodnju električne energije, gdje je ugljen (ugljen, smeđi) prvi u lancu pretvorbe energije.

Prisjetimo se lanca pretvorbe energije u elektranama koje rade u ciklusu.

Prvo u lancu je gorivo, u našem slučaju ugljen. Posjeduje kemijsku energiju, koja se, kada se izgori u kotlu, pretvara u toplinsku energiju iz pare. Toplinska energija se također može nazvati potencijalnom. Nadalje, potencijalna energija pare na mlaznicama se pretvara u kinetičku energiju. Nazvat ćemo brzinu kinetičke energije. Ova kinetička energija na izlazu iz mlaznica turbine gura lopatice rotora i rotira osovinu turbine. Tu se dobiva mehanička energija rotacije. Osovina naše turbine čvrsto je spojena na osovinu električnog generatora. Već u električnom generatoru mehanička energija rotacije pretvara se u električnu energiju – električnu energiju.

Elektrana na ugljen ima i prednosti i nedostatke u usporedbi, na primjer, s plinskom (nećemo uzimati u obzir moderne CCGT kao i obično).

Prednosti elektrana na ugljen:

- niska cijena goriva;

- komparativna neovisnost od zaliha goriva (postoji veliko skladište ugljena);

- i to je to.

Nedostaci elektrana na ugljen:

- mala manevarska sposobnost - zbog dodatnih ograničenja na izlaz troske iz, ako je s uklanjanjem tekuće troske;

- visoke emisije u odnosu na plin;

- manja učinkovitost za opskrbu električnom energijom - to dodaje gubitke u kotlu i povećanje vlastitih potreba za električnom energijom zbog sustava drobljenja ugljena;

- više nego na benzinskim postajama, troškovi su posljedica činjenice da se dodaje abrazivno trošenje i veći broj pomoćnih instalacija.

Iz ove male usporedbe može se vidjeti da elektrane na ugljen gube u odnosu na plinske. Ipak, svijet ih ne odbija graditi. To je prvenstveno zbog ekonomske točke gledišta.

Uzmimo za primjer našu zemlju. Imamo neka mjesta na karti gdje se ugljen vadi u velikim količinama. Najpoznatiji je Kuzbass (Kuznjecki ugljeni bazen), također poznat kao Kemerovska regija. Ima podosta elektrana, najvećih - a osim njih ima i nekoliko manjih. Svi oni rade na ugljen, s izuzetkom nekoliko elektrana, gdje se plin može koristiti kao rezervno gorivo. U regiji Kemerovo toliki broj elektrana na ugljen je, naravno, posljedica činjenice da se ugljen kopa „u blizini“. U cijeni ugljena za elektrane praktički nema transportne komponente. Osim toga, neki vlasnici termoelektrana su i vlasnici poduzeća za ugljen. Čini se jasnim zašto se tamo ne grade benzinske postaje.

Uz to, dokazane rezerve ugljena neusporedivo su veće od dokazanih rezervi prirodnog plina. To se već odnosi na energetsku sigurnost zemlje.

Razvijene zemlje su napravile korak dalje. Takozvani sintetički plin, umjetni analog prirodnog plina, proizvodi se od ugljena. Neki su se već prilagodili ovom plinu, koji može raditi kao dio CCGT jedinice. A ovdje već postoje potpuno drugačiji faktori učinkovitosti (veći) i štetne emisije (manje), u usporedbi s ugljenopostajama, pa čak i sa starim benzinskim postajama.

Dakle, možemo zaključiti da će ugljen, kao gorivo za proizvodnju električne energije, čovječanstvo uvijek koristiti.