Descripción
El objetivo principal de los mini-CHP de carbón es resolver los problemas de suministro de calor, vapor y electricidad a las instalaciones industriales, en las que, según las condiciones proceso tecnológico Se necesita vapor, especialmente en áreas que, por diversas razones, no tienen suficiente gas o combustible líquido (o el uso de este tipo de combustible no es rentable o es difícil), y áreas de extracción directa de carbón. El diseño, la construcción y la reconstrucción de salas de calderas y minicentrales de cogeneración alimentadas con carbón se diferencian especialmente de trabajos similares para calderas de gas y diésel y requiere la solución de tareas adicionales para garantizar un rendimiento confiable y una alta eficiencia.Combustible: carbón, entregado desde un depósito de carbón mediante un cargador hasta un búnker con un empujador hidráulico hacia el horno KSOMOD. Además, desde el búnker, el carbón se introduce en porciones modo automatico en la cámara de combustión KSOMOD (ventana de carga 1200x250). En la cámara de combustión KSOMOD con barra helicoidal, el carbón arde en un lecho fluidizado. Los gases de combustión desprenden calor en la caldera de agua caliente y en el economizador. gases de combustión Con la ayuda de un extractor de humos, se envían a un conducto de gas común y luego a la chimenea de acero de la sala de calderas. Los restos de carbón quemado, escorias y cenizas, se transportan mediante un transportador hasta el búnker del acumulador de escoria. La escoria se retira del búnker mediante camiones. Todo el equipo eléctrico de la sala de calderas de carbón, así como la unidad de caldera, se controla desde el armario de control. La circulación del agua en la sala de calderas es forzada y se realiza mediante una bomba centrífuga del circuito primario. El agua de retorno del circuito primario, que ha cedido calor al agua de red en las resistencias de placas, regresa a la entrada del economizador de la caldera, donde se calienta hasta 70 grados C y se alimenta a los colectores inferiores situados en la parte trasera de la caldera. El agua calentada sale de la caldera por la parte superior y vuelve a entrar por la entrada. intercambiadores de calor de placas- calentadores de agua de red. La caldera se suministra con agua preparada. El panel de control proporciona control automático del funcionamiento de la sala de calderas (arranque y parada según programa dado), así como una parada de emergencia (bloqueo del suministro de combustible, funcionamiento del ventilador, extractor de humos). Si necesita un confiable y sistema eficiente calefacción, tecnología, encontrarás mejor solución salas de calderas modulares UGK hasta mini-CHP de carbón utilizando turbinas de vapor que ahorran energía para la generación económica de calor y electricidad (ver en la sección turbinas de vapor y turboaccionamientos).
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Las principales ventajas del uso de carbón en salas de calderas y mini plantas de cogeneración son: 1. Tecnología patentada para el suministro de combustible y la combustión de carbón en mini plantas de cogeneración; 2. Sistema confiable mecanización y automatización de minicentrales cogeneradoras de carbón; 3. Combustión eficiente con carbón de baja calidad (se utiliza tecnología omnívora XOMOD); 4. Bajo costo de la electricidad y el calor generados; 5. Oportunidad construcción rápida; 6. Bajo consumo de combustible; 7. Larga vida útil del equipo; 8. Seguridad ambiental.
La capacidad mundial de generación a carbón se ha duplicado a 2.000 GW desde 2000 como resultado del crecimiento explosivo de proyectos de inversión en China e India. Otros 200 GW están en construcción y 450 GW están previstos en todo el mundo. En las últimas décadas, las centrales eléctricas alimentadas con carbón han generado entre el 40 y el 41% de la electricidad mundial, la mayor proporción en comparación con otros tipos de generación. Al mismo tiempo, en 2014 se alcanzó el pico de generación de electricidad a partir del carbón, y ahora ha comenzado la novena ola de reducción de la carga de las centrales térmicas en funcionamiento y su cierre. Más sobre esto en el Carbon Brief.
La capacidad mundial de generación a carbón se ha duplicado a 2.000 GW desde 2000 como resultado del crecimiento explosivo de proyectos de inversión en China e India. Otros 200 GW están en construcción y 450 GW están previstos en todo el mundo. Hay 77 países en el club de generadores de carbón, 13 países más planean unirse a él para 2030.
En las últimas décadas, las centrales eléctricas alimentadas con carbón han generado entre el 40 y el 41% de la electricidad mundial, la mayor proporción en comparación con otros tipos de generación.
Al mismo tiempo, en 2014 se alcanzó el pico de generación de electricidad a partir del carbón, y ahora ha comenzado la novena ola de reducción de la carga de las centrales térmicas en funcionamiento y su cierre. A lo largo de los años, se han cerrado 200 GW en la UE y los EE. UU., y se cerrarán otros 170 GW para 2030. Al 9 de abril de 2018, 27 países se han unido a la Alianza para la Eliminación del Carbón, de los cuales 13 países tener plantas eléctricas en funcionamiento.
Tenga en cuenta que, de 2010 a 2017, solo se construyó o se puso en estado de construcción el 34% de la capacidad de carbón planificada (873 GW), mientras que 1.700 GW fueron cancelados o retrasados, según CoalSwarm. Por ejemplo, una licitación para la construcción de una nueva estacion puede atraer varias solicitudes, cada una de las cuales se contabilizará en la "capacidad planificada".
Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), todas las plantas de carbón crudo deben cerrar dentro de unas pocas décadas si se quiere limitar el calentamiento a menos de 2°C por encima de las temperaturas preindustriales. Para arrojar luz sobre esta historia, Carbon Brief trazó un mapa del pasado, presente y futuro de todas las centrales eléctricas alimentadas con carbón en todo el mundo en febrero de 2018. (https://www.carbonbrief.org/mapped-worlds-coal-power-plants), que muestra todas las centrales térmicas de carbón de más de 30 MW cada una en funcionamiento en el período 2000-2017, así como la ubicación de las previstas. El mapa incluye alrededor de 10.000 plantas de carbón cerradas, operativas y planificadas con una capacidad total de 4.567 GW, de las cuales 1.996 GW están en funcionamiento hoy, 210 GW están en construcción, 443 GW están planificadas, 2.387 GW están en proceso de retirada y 1.681 GW fueron propuestos para Se construirá pero luego se cancelará desde 2010 en 95 países del mundo. También hay alrededor de 27 GW de pequeñas centrales térmicas de carbón en el mundo, de hasta 30 MW cada una.
Crecimiento de la capacidad de carbón
La generación a carbón es, ante todo, la promesa de electricidad barata para estimular el crecimiento económico. La capacidad mundial de generación a carbón creció anualmente entre 2000 y 2017, casi duplicándose de 1.063 GW a 1.995 GW. El carbón produce entre el 40% y el 41% de la electricidad mundial, la mayor proporción en las últimas décadas. Hoy en día, 77 países de todo el mundo utilizan la energía del carbón, frente a 65 en 2000. Otros 13 están planeando unirse al club de la energía del carbón.
Las emisiones de CO2 de las instalaciones existentes son suficientes para alterar el presupuesto de carbono en 1,5 o 2 grados centígrados. Según el estudio, estas restricciones supondrían la no creación de nuevas centrales eléctricas de carbón y el cierre anticipado del 20% del parque de generación a carbón. Según la AIE, todas las centrales térmicas de carbón crudo tendrán que cerrar antes de 2040 si queremos que el mundo se mantenga “muy por debajo” de un crecimiento de 2 grados Celsius. Esto significaría cerrar 100 GW de capacidad de carbón cada año durante 20 años, o aproximadamente un bloque de carbón cada día hasta 2040.
Sin embargo, los titulares y las previsiones energéticas sugieren que el crecimiento del carbón no se detendrá. Estas sombrías perspectivas de un empeoramiento del clima se ven atenuadas por señales de un rápido cambio energético. La cartera de bloques de carbón en construcción o planificados se ha reducido a la mitad desde 2015. El ritmo de cierre de centrales térmicas se está acelerando, alcanzando un nivel combinado de 197 GW entre 2010 y 2017.
Desaceleración del carbón
La AIE cree que inversión máxima a la energía mundial del carbón ya pasó y la industria ha entrado en una fase de "desaceleración dramática". El informe de la AIE afirma que China, que proporciona mayoría crecimiento actual, ya no necesita nuevas centrales térmicas.
El fracaso de la inversión significa que el crecimiento de la capacidad de carbón se está desacelerando. Y si en 2011 se introdujeron 82 GW en el mundo, en 2017, solo 34 GW.
El número de nuevas estaciones en construcción está disminuyendo más rápido cada año, un 73% menos desde 2015, según el último informe anual de CoalSwarm, Greenpeace y Sierra Club. China está cerrando cientos de pequeñas, viejas y menos instalaciones eficientes, reemplazándolos por otros más grandes y eficientes. Todo esto significa que poder global generación de carbón puede alcanzar su punto máximo ya en 2022, según el Informe sobre el estado de la industria de la AIE.
Emisiones máximas de CO2
Los datos de la AIE muestran que emisiones de CO2 de la energía del carbón, tal vez ya alcanzó su punto máximo en 2014 ., a pesar de que la capacidad de carbón sigue creciendo. Las emisiones de CO2 del carbón cayeron un 3,9% en el período 2014-2016 y la producción de carbón un 4,3%.
A medida que la capacidad de carbón continúa aumentando, las centrales eléctricas de carbón existentes funcionan menos horas. En promedio, las centrales eléctricas de carbón operaron aproximadamente la mitad del tiempo en 2016, con un factor de carga del 52,5%. Se observa una tendencia similar en EE.UU. (52%), la UE (46%), China (49%) y la India (60%).
Varios otros factores también influyen en la relación entre las centrales eléctricas alimentadas con carbón y las emisiones de CO2. Estos incluyen el tipo de carbón y las tecnologías de combustión utilizadas por cada planta. Las centrales térmicas que queman lignito de baja calidad pueden emitir hasta 1.200 toneladas de CO2 por GWh de electricidad generada. El carbón de alta calidad emite menos emisiones.
La tecnología de combustión también es importante, desde plantas "subcríticas" menos eficientes a ultrasupercrítico sistemas que aumentan la eficiencia de la caldera a más altas presiones. Las plantas subcríticas más antiguas y menos eficientes operan con una eficiencia del 35%. Las nuevas tecnologías elevan esta cifra al 40%, y ultrasupercrítico hasta un 45% (HELE).
Sin embargo, según la Asociación Mundial del Carbón, incluso los bloques de carbón HELE emiten alrededor de 800 tCO2/GW. Esto es aproximadamente el doble que las emisiones de las centrales eléctricas alimentadas con gas y entre 50 y 100 veces más altas que las de la energía nuclear, eólica y solar. La AIE no ve más perspectivas para la energía del carbón en escenarios anteriores a 2C, ya que las emisiones residuales son demasiado altas, incluso con la captura y el almacenamiento de carbono.
Hubo un ligero repunte en la producción de carbón y las emisiones de CO2 en 2017, impulsadas por una mayor producción en China, aunque se mantienen por debajo de su pico de 2014.
Erosión de la economía del carbón
La baja utilización de las centrales eléctricas (PLU) es “corrosiva” para la economía de las centrales eléctricas alimentadas con carbón. En general, están diseñados para funcionar al menos el 80% del tiempo, ya que tienen costos fijos relativamente altos. Esta es también la base de la estimación de costes para la construcción de un nuevo bloque de carbón, mientras que una carga menor aumenta el coste por unidad de electricidad. La dinámica de la caída de las NFI es especialmente tóxica para los operadores de centrales eléctricas alimentadas con carbón que compiten con la rápida caída de los precios de las energías renovables, el gas barato en Estados Unidos y el aumento de los precios del carbón en la UE. Las restricciones al suministro de carbón hacen subir los precios del carbón, lo que socava aún más cualquier ventaja persistente sobre las alternativas.
Las nuevas regulaciones ambientales están elevando el costo de las centrales eléctricas alimentadas con carbón en muchas jurisdicciones, desde la UE hasta India e Indonesia. Los propietarios de plantas de carbón deberían invertir en instalaciones de tratamiento cumplir normas medioambientales más estrictas o cerrar por completo sus sucias centrales térmicas. Esta combinación de factores significa que la mayoría de las centrales de la "flota" de carbón existente en la UE e incluso en la India se enfrentan a graves problemas económicos, según el grupo de expertos financiero Carbon Tracker. Se encontró que Para 2030, por ejemplo, casi todas las centrales eléctricas alimentadas con carbón en la UE no serán rentables. El fundador de Bloomberg New Energy Finance, Michael Liebreich, dice que el carbón se enfrenta a dos " puntos de inflexión». La primera es cuando las nuevas energías renovables se vuelven más baratas que las nuevas centrales térmicas alimentadas con carbón, lo que ya ha ocurrido en varias regiones. El segundo es cuando las nuevas fuentes de energía renovables son más baratas que las centrales eléctricas de carbón existentes.
tenga en cuenta que Las centrales térmicas de carbón pueden seguir funcionando en condiciones desfavorables. Condiciones económicas, Por ejemplo, con un recargo de energía. Esta práctica fue introducida por varios países de la UE en 2018.
En 2018, China, Vietnam y Tailandia abolieron por completo el recargo por generación solar. Filipinas e Indonesia lo han reducido significativamente. Y en India, la generación solar ya es más barata que el carbón. Es decir, en condiciones de competencia real, la generación a carbón en los países del sudeste Asia ya está perdiendo energías renovables y su desarrollo será más lento de lo previsto.
Países y regiones clave
77 países utilizan carbón para generar electricidad, frente a 65 países en 2000. Desde entonces, 13 países han creado capacidad de carbón y sólo un país, Bélgica, la ha cerrado. Otros 13 países, que representan el 3% de la capacidad actual, se han comprometido a eliminar gradualmente el carbón para 2030 como parte de la Coal Leaving Alliance, liderada por el Reino Unido y Canadá. Mientras tanto, 13 países todavía esperan unirse al club de la energía del carbón.
10 mejores Los países del mundo, que se muestran en el lado izquierdo de la tabla siguiente, representan el 86% del total de centrales eléctricas de carbón en funcionamiento. En el lado derecho de la mesa - 10 mejores países que planean construir el 64% de la capacidad mundial alimentada con carbón.
País/MW en operación/participación en el mundo País/MW en construcción/participación
China 935.472 47% China 210.903 32%
Estados Unidos 278.823 14% India 131.359 20%
India 214.910 11% Vietnam 46.425 7%
Alemania 50.400 3% Turquía 42.890 7%
Rusia 48.690 2% Indonesia 34.405 5%
Japón 44.578 2% Bangladesh 21.998 3%
Sudáfrica 41.307 2% Japón 18.575 3%
Corea del Sur 37.973 2% Egipto 14.640 2%
Polonia 29.401 1% Pakistán 12.385 2%
Indonesia 28.584 1% Filipinas 12.141 2%
China tiene la mayor flota de generación de carbón en funcionamiento y alberga el transportador de 97 GW más potente del mundo en construcción en un radio de 250 km a lo largo del delta del río Yangtze alrededor de Shanghai. Esto es más de lo que ya existe en cualquier país, con excepción de India y Estados Unidos. Rusia tiene la quinta flota de generación de carbón más grande del mundo, que representa sólo el 2% de la capacidad de generación mundial.
Porcelana
En los últimos 20 años, los cambios más significativos se han producido en China. Su flota de carbón se quintuplicó entre 2000 y 2017. y alcanzó 935 GW o casi la mitad de la capacidad mundial.
China es también el mayor emisor de CO2 del mundo y utiliza la mitad del carbón del mundo, por lo que su camino futuro es desproporcionadamente importante para los esfuerzos globales para combatir el cambio climático.
La actividad industrial y el uso del carbón fueron estimulados hasta el nombramiento del presidente Xi como "líder vitalicio". Una política energética de este tipo podría impulsar el crecimiento de las emisiones de CO2 al ritmo más rápido en muchos años.
Sin embargo, algunos analistas dicen que el uso de carbón en China podría reducirse a la mitad para 2030. El gobierno está promulgando un plan nacional de comercio de emisiones y cerrando y limitando la nueva generación de energía a carbón en respuesta a la contaminación del aire y las preocupaciones climáticas. Esto significa que la cartera de centrales térmicas de carbón en construcción o previstas en 2017 se redujo en un 70% en comparación con 2016, según CoalSwarm.
También significa que es poco probable que los proyectos planificados reciban los permisos necesarios para construirlos, dice Lauri Millivirta, analista de energía de Greenpeace en este de Asia. “Muchos de los proyectos planeados en China e India en realidad están muertos. En India, no tienen liquidez comercial, nadie en su sano juicio va a construirlos... en China, no tiene sentido, porque ya hay demasiada capacidad, un excedente”. Según la Administración de Información Energética (EIA) de EE. UU., La capacidad y la producción de carbón en China han alcanzado más o menos su punto máximo.
India
El segundo mayor aumento de capacidad desde 2000 se ha producido en la India, donde el parque eléctrico alimentado con carbón se ha más que triplicado hasta los 215 GW. EN Últimamente El estado de la generación de carbón en la India se ha deteriorado drásticamente. La AIE recorta su previsión de demanda de carbón indio porque desaceleración del crecimiento de la demanda de electricidad y fuentes de energía renovables más baratas. Unas plantas de 10 GW se consideran “no viables”, otras 30 GW están bajo “estrés”, según el Ministro de Energía de la India en una entrevista con Bloomberg en mayo de 2018. Esto se debe a que “la revolución de las energías renovables de la India está empujando al carbón por un precipicio de deuda”. ”, escribe Matthew Gray, analista de Carbon Tracker.
El último plan eléctrico nacional de la India tiene como objetivo retirar 48 GW de centrales eléctricas alimentadas con carbón, en parte porque nuevas normas medioambientales. También prevé la puesta en servicio de 94 GW de nuevas capacidades, pero los principales analistas mundiales consideran que esta cifra no es realista. El país tiene previstos 44 GW de proyectos, de los cuales 17 GW están paralizados desde hace años. " En la India, las energías renovables ya pueden suministrar energía a un costo menor que las centrales eléctricas de carbón nuevas e incluso la mayoría de las existentes. ”, afirma Lauri Millivirta, analista energético de Greenpeace en Asia Oriental.
EE.UU
Una ola de desmantelamiento de capacidades antiguas ha reducido la generación de carbón en Estados Unidos en 61 GW en seis años, y está previsto cerrar otros 58 GW, señala Coal Swarm. Esto reducirá la flota de carbón estadounidense en dos quintas partes, de 327 GW en 2000 a 220 GW o menos en el futuro.
Una forma de salvar la industria son los planes declarados por la administración Trump de rescatar las plantas alimentadas con carbón que pierden dinero por razones seguridad nacional Bloomberg las caracteriza como "intervenciones sin precedentes en los mercados energéticos estadounidenses" para mantener la confiabilidad del sistema con recargos por capacidad.
Por otro lado, las condiciones del mercado favorecen actualmente a las centrales eléctricas alimentadas con gas y a las energías renovables. No hay nuevas capacidades de carbón en Estados Unidos. Se espera que el desmantelamiento de capacidades de carbón en 2018 ascienda a 18 GW. El año pasado, el consumo de carbón en el sector energético estadounidense fue el más bajo desde 1982.
unión Europea
Dados los planes de eliminación gradual del carbón de la UE, la flota de generación a carbón de la unión debería reducirse a 100 GW para 2030, la mitad de su capacidad total en 2000. Junto con Canadá, los países de la UE lideran la alianza para la eliminación gradual del carbón. El Reino Unido, Francia, Italia, los Países Bajos, Portugal, Austria, Irlanda, Dinamarca, Suecia y Finlandia han anunciado la eliminación gradual de las centrales eléctricas de carbón hasta 2030. Su capacidad es de 42 GW, incluidas las centrales térmicas de nueva construcción.
Al mismo tiempo, la cuarta y novena flota nacional de generación de carbón más grande del mundo es en los Estados miembros UE, concretamente 50 GW en Alemania y 29 GW en Polonia. Una comisión de la UE para fijar una fecha límite para el suministro de electricidad basada en carbón de Alemania ha comenzado a trabajar, aunque el operador de la red del país dice que sólo la mitad del parque de carbón puede cerrarse para 2030 sin comprometer la seguridad energética. Polonia simplemente prometió que no construiría nuevas centrales térmicas alimentadas con carbón más allá de las que ya están en construcción.
Los estudios de la AIE han demostrado que todas las centrales eléctricas de carbón de la UE deben cerrar antes de 2030 para cumplir los objetivos del Acuerdo de París. Se espera que el aumento de los precios del CO2 conduzca a un cambio del carbón al gas ya este año, siempre que el precio sea adecuado y haya gas disponible.
Otros países clave
Otro países asiáticos, incluido Corea del Sur, Japón, Vietnam, Indonesia, Bangladesh, Pakistán y Filipinas han duplicado colectivamente su flota de generación a carbón desde 2000, alcanzando 185 GW en 2017. Juntos, estos países construirán ellos mismos 50 GW de nuevas centrales térmicas, junto con otros 128. GW planificó a través de financiación y participación en la construcción de China, Japón y Corea del Sur.
En muchos de estos países, hay signos contradictorios del uso del carbón. Por ejemplo, el último borrador del Plan Energético Nacional de Japón tiene en cuenta el importante papel del carbón en 2030, mientras que el Acuerdo de París significa que Tokio debe eliminar gradualmente el carbón para entonces, señala Climate Analytics.
Vietnam es el tercer país en cuanto al volumen previsto de generación de carbón: 46 GW, de los cuales 11 GW ya están en construcción. "Sin embargo, el gobierno está invirtiendo cada vez más en cambiar esta trayectoria", escribe Alex Perera, director asociado de energía en el Instituto de Recursos Mundiales, y el sector privado busca alcanzar objetivos de energía limpia cada vez más estrictos.
El gobierno indonesio ha prohibido la construcción de nuevas plantas de carbón en la isla más densamente poblada de Java. La empresa estatal de servicios públicos ha sido criticada por "sobrestimar enormemente el crecimiento de la demanda de electricidad" para justificar los planes de añadir nuevas centrales eléctricas alimentadas con carbón.
Türkiye tiene importantes planes para ampliar su flota de carbón. Sin embargo, actualmente sólo se está construyendo 1 GW de los 43 GW previstos.
Otro país con grandes planes es Egipto, que no tiene plantas de carbón ni depósitos de carbón propios. Tenga en cuenta que ninguno de los 15 GW de nueva capacidad planificada superó el Etapa temprana aprobaciones, no ha recibido ningún permiso y no se está construyendo.
Sudáfrica tiene grandes depósitos de carbón y la séptima flota de energía a carbón más grande del mundo. Sudáfrica está construyendo 6 GW de nuevas centrales térmicas y planea poner en funcionamiento otros 6 GW. Sin embargo, desde la elección de Cyril Ramaphosa a principios de este año, el sentimiento político en el país está cambiando y en abril se firmaron acuerdos a largo plazo para la construcción de energía renovable por valor de 4.700 millones de dólares. La razón es que las nuevas centrales de carbón serán más caras que las de energía renovable, según creen los expertos. Debates legislativos sobre el papel del carbón en el nuevo plan de inversión energética Sudáfrica tendrá lugar a finales de este verano.
En las centrales térmicas, las personas reciben casi toda la energía necesaria del planeta. La gente ha aprendido a conseguir electricidad de lo contrario, pero aún así no aceptamos alternativas. Aunque no les resulta rentable utilizar combustible, no lo rechazan.
¿Cuál es el secreto de las centrales térmicas?
Las centrales térmicas No es casualidad que sigan siendo indispensables. Su turbina genera energía de la forma más sencilla, mediante combustión. Gracias a ello, es posible minimizar los costes de construcción, que se consideran plenamente justificados. En todos los países del mundo existen objetos de este tipo, por lo que no es de extrañar su difusión.
El principio de funcionamiento de las centrales térmicas. construido sobre la quema de enormes cantidades de combustible. Como resultado de esto, aparece la electricidad, que primero se acumula y luego se distribuye a determinadas regiones. Los esquemas de centrales térmicas se mantienen casi constantes.
¿Qué combustible se utiliza en la estación?
Cada estación utiliza un combustible distinto. Se suministra especialmente para no alterar el flujo de trabajo. Este punto sigue siendo uno de los problemáticos, ya que aparecen los costes de transporte. ¿Qué tipo de equipos utiliza?
- Carbón;
- esquisto bituminoso;
- Turba;
- gasolina;
- Gas natural.
Los esquemas térmicos de las centrales térmicas se construyen con un determinado tipo de combustible. Además, se les realizan cambios menores, proporcionando el coeficiente máximo. acción útil. Si no se realizan, el consumo principal será excesivo, por tanto, la corriente eléctrica recibida no se justificará.
Tipos de centrales térmicas
Tipos de centrales térmicas - pregunta importante. La respuesta te dirá cómo aparece la energía necesaria. Hoy en día se están introduciendo cambios serios, donde las especies alternativas serán la principal fuente, pero hasta ahora su uso sigue siendo inadecuado.
- Condensación (CES);
- Centrales combinadas de calor y energía (CHP);
- Centrales eléctricas de distrito estatal (GRES).
La central eléctrica TPP requerirá Descripción detallada. Los tipos son diferentes, por lo que sólo una consideración explicará por qué se está llevando a cabo una construcción a tal escala.
Condensación (CES)
Los tipos de centrales térmicas comienzan con la condensación. Estas plantas de cogeneración se utilizan exclusivamente para generar electricidad. La mayoría de las veces se acumula sin propagarse inmediatamente. El método de condensación proporciona la máxima eficiencia, por lo que estos principios se consideran óptimos. Hoy en día, en todos los países hay instalaciones separadas a gran escala que cubren vastas regiones.
Poco a poco van apareciendo plantas nucleares que sustituyen al combustible tradicional. Sólo el reemplazo sigue siendo un proceso costoso y que requiere mucho tiempo, ya que el funcionamiento con combustibles fósiles es diferente de otros métodos. Además, es imposible apagar una sola estación, porque en tales situaciones regiones enteras se quedan sin electricidad valiosa.
Centrales combinadas de calor y energía (CHP)
Las plantas de cogeneración se utilizan para varios fines a la vez. Se utilizan principalmente para generar electricidad valiosa, pero la combustión de combustibles también sigue siendo útil para la generación de calor. Debido a esto, en la práctica se siguen utilizando centrales térmicas.
Una característica importante es que tal las centrales térmicas otras especies son superiores con relativamente poco poder. Proporcionan áreas individuales, por lo que no hay necesidad de suministros a granel. La práctica demuestra lo rentable que es una solución de este tipo gracias al tendido de líneas eléctricas adicionales. El principio de funcionamiento de una central térmica moderna es innecesario sólo por razones medioambientales.
Centrales eléctricas del distrito estatal
información general sobre las centrales térmicas modernas no marque GRES. Poco a poco van quedando en un segundo plano, perdiendo relevancia. Aunque las centrales eléctricas distritales estatales siguen siendo útiles en términos de generación de energía.
Diferentes tipos Las centrales térmicas prestan apoyo a vastas regiones, pero su capacidad sigue siendo insuficiente. En la época soviética se llevaron a cabo proyectos a gran escala que ahora están cerrados. El motivo fue el uso inadecuado de combustible. Aunque su sustitución sigue siendo problemática, ya que las ventajas y desventajas centrales térmicas modernas En primer lugar cabe destacar las grandes cantidades de energía.
¿Qué centrales eléctricas son térmicas? Su principio se basa en la combustión de combustible. Siguen siendo indispensables, aunque se están haciendo cálculos activos para un reemplazo equivalente. Las ventajas y desventajas de las centrales térmicas se siguen confirmando en la práctica. Por lo que su trabajo sigue siendo necesario.
Una central eléctrica es una central eléctrica que convierte la energía natural en energía eléctrica. El uso más común de las centrales térmicas (CTE) energía térmica Liberados durante la combustión de combustibles fósiles (sólidos, líquidos y gaseosos).
Las centrales térmicas generan alrededor del 76% de la electricidad producida en nuestro planeta. Esto se debe a la presencia de combustibles fósiles en casi todas las zonas de nuestro planeta; la posibilidad de transportar combustible orgánico desde el lugar de producción hasta la central eléctrica ubicada cerca de los consumidores de energía; progreso técnico en las centrales térmicas, que asegura la construcción de centrales térmicas de alta capacidad; la posibilidad de utilizar el calor residual del fluido de trabajo y suministrar a los consumidores, además de energía eléctrica, también energía térmica (con vapor o agua caliente) etcétera.
Un alto nivel técnico del sector energético sólo puede garantizarse con una estructura armoniosa de capacidades de generación: el sistema energético debe incluir tanto centrales nucleares que producen electricidad barata, pero con serias restricciones en el alcance y la tasa de cambio de carga, como energía térmica. plantas que suministran calor y electricidad, cuya cantidad depende de las necesidades de calor, y potentes unidades de energía de turbinas de vapor que funcionan con combustibles pesados, y turbinas de gas autónomas móviles que cubren picos de carga a corto plazo.
1.1 Tipos de TES y sus características.
En la fig. 1 muestra la clasificación de las centrales térmicas que funcionan con combustibles fósiles.
Figura 1. Tipos de centrales térmicas de combustible orgánico.
Fig.2 Director esquema térmico TPP
1 - caldera de vapor; 2 - turbina; 3 - generador eléctrico; 4 - condensador; 5 - bomba de condensado; 6 – calentadores de baja presión; 7 - desaireador; 8 - bomba de alimentación; 9 – calentadores de alta presión; 10 - bomba de drenaje.
Una central térmica es un complejo de equipos y dispositivos que convierten la energía del combustible en energía eléctrica y (en caso general) energía térmica.
Las centrales térmicas se caracterizan por una gran diversidad y pueden clasificarse según varios criterios.
Según la finalidad y el tipo de energía suministrada, las centrales eléctricas se dividen en regionales e industriales.
Las centrales eléctricas distritales son centrales eléctricas públicas independientes que dan servicio a todo tipo de consumidores distritales (empresas industriales, transporte, población, etc.). Las centrales eléctricas de condensación distritales, que producen principalmente electricidad, a menudo conservan su nombre histórico: GRES (centrales eléctricas distritales estatales). Centrales eléctricas urbanas que generan electricidad y calor (en forma de vapor o agua caliente) se denominan centrales combinadas de calor y energía (CHP). Como regla general, las centrales eléctricas de distritos estatales y las centrales térmicas regionales tienen una capacidad de más de 1 millón de kW.
Las centrales eléctricas industriales son centrales eléctricas que suministran calor y electricidad a empresas industriales específicas o a su complejo, por ejemplo, una planta para la producción de productos químicos. Las centrales eléctricas industriales forman parte de las empresas industriales a las que prestan servicios. Su capacidad está determinada por las necesidades de calor y electricidad de las empresas industriales y, por regla general, es significativamente menor que la de las centrales térmicas distritales. A menudo, las centrales eléctricas industriales funcionan en una red eléctrica común, pero no están sujetas al despachador del sistema eléctrico.
Según el tipo de combustible utilizado, las centrales térmicas se dividen en centrales que funcionan con combustible orgánico y combustible nuclear.
Para las centrales eléctricas de condensación que funcionan con combustibles fósiles, en una época en la que no existían centrales nucleares (NPP), se ha desarrollado históricamente el nombre de térmica (TPP - central térmica). Es en este sentido que se utilizará este término a continuación, aunque las centrales eléctricas de cogeneración, las centrales nucleares, las centrales eléctricas de turbinas de gas (GTPP) y las centrales eléctricas de ciclo combinado (CCPP) también son centrales térmicas que funcionan según el principio de convertir la energía térmica en eléctrica. energía.
Como combustibles fósiles para las centrales térmicas se utilizan combustibles gaseosos, líquidos y sólidos. La mayoría de los TPP en Rusia, especialmente en la parte europea, consumen gas natural como combustible principal y fuel oil como combustible de reserva, utilizando este último sólo en casos extremos debido a su elevado coste; Estas centrales térmicas se denominan de petróleo. En muchas regiones, principalmente en la parte asiática de Rusia, el principal combustible es el carbón térmico, carbón bajo en calorías o residuos de la extracción de carbón rico en calorías (lodos de antracita, ceniza). Dado que estos carbones se muelen en molinos especiales hasta obtener un estado pulverizado antes de quemarlos, estas centrales térmicas se denominan carbón pulverizado.
Según el tipo de centrales térmicas utilizadas en las centrales térmicas para convertir la energía térmica en energía mecánica rotación de los rotores de las unidades de turbina, distinguir entre turbinas de vapor, turbinas de gas y centrales eléctricas de ciclo combinado.
La base de las centrales eléctricas de turbinas de vapor son las plantas de turbinas de vapor (STP), que utilizan la máquina energética más compleja, potente y extremadamente avanzada: una turbina de vapor para convertir la energía térmica en energía mecánica. PTU es el elemento principal de las centrales térmicas, centrales térmicas y centrales nucleares.
Las PTU, que tienen turbinas de condensación como propulsor de generadores eléctricos y no utilizan el calor del vapor de escape para suministrar energía térmica a consumidores externos, se denominan centrales eléctricas de condensación. Las PTU equipadas con turbinas de calefacción y que desprenden el calor del vapor de escape a los consumidores industriales o domésticos se denominan plantas combinadas de calor y energía (CHP).
Las centrales térmicas de turbinas de gas (GTPP) están equipadas con unidades de turbina de gas (GTU) que funcionan con combustible gaseoso o, en casos extremos, líquido (diesel). Dado que la temperatura de los gases detrás de la turbina de gas es bastante alta, pueden utilizarse para suministrar energía térmica a un consumidor externo. Estas centrales eléctricas se denominan GTU-CHP. Actualmente, hay una GTPP operativa en Rusia (GRES-3 que lleva el nombre de Klasson, Elektrogorsk, región de Moscú) con una capacidad de 600 MW y una GTU-CHPP (en Elektrostal, región de Moscú).
Una planta de turbina de gas (GTU) tradicional y moderna es una combinación de un compresor de aire, una cámara de combustión y una turbina de gas, así como sistemas auxiliares que aseguran su funcionamiento. La combinación de una turbina de gas y un generador eléctrico se denomina unidad de turbina de gas.
Las centrales térmicas de ciclo combinado están equipadas con centrales de ciclo combinado (CCGT), que son una combinación de GTP y STP, lo que permite una alta eficiencia. Las CCGT-TPP pueden ser de condensación (CCGT-CES) y con producción de calor (CCGT-CHP). Actualmente, en Rusia están en funcionamiento cuatro nuevas centrales CCGT-CHPP (CHPP del noroeste de San Petersburgo, Kaliningradskaya, CHPP-27 de OAO Mosenergo y Sochinskaya), y también se ha construido una central combinada de calor y energía en la CHPP de Tyumenskaya. En 2007 se puso en funcionamiento Ivanovskaya CCGT-IES.
Los TPP en bloque constan de unidades separadas, generalmente del mismo tipo. plantas de energía- unidades de potencia. En la unidad de potencia, cada caldera suministra vapor únicamente a su propia turbina, desde la cual, después de la condensación, regresa únicamente a su propia caldera. Según el esquema de bloques, se construyen todas las centrales eléctricas y térmicas potentes de los distritos estatales, que tienen el llamado sobrecalentamiento intermedio del vapor. El funcionamiento de las calderas y turbinas en las centrales termoeléctricas con enlaces cruzados se realiza de manera diferente: todas las calderas de las centrales nucleares suministran vapor a una tubería de vapor común (colector) y todas las turbinas de vapor de las centrales nucleares se alimentan de él. Según este esquema, las centrales de combustión se construyen sin sobrecalentamiento intermedio y casi todas las centrales de cogeneración se construyen para parámetros de vapor iniciales subcríticos.
Según el nivel de presión inicial, se distinguen los TPP de presión subcrítica, presión supercrítica (SKP) y parámetros supersupercríticos (SSCP).
La presión crítica es 22,1 MPa (225,6 atm). En la industria termoeléctrica rusa, los parámetros iniciales están estandarizados: las centrales térmicas y las centrales térmicas se construyen para presiones subcríticas de 8,8 y 12,8 MPa (90 y 130 atm), y para SKD, 23,5 MPa (240 atm). Las centrales térmicas para parámetros supercríticos, por motivos técnicos, se instalan con recalentamiento y según un esquema de bloques. Los parámetros supercríticos incluyen condicionalmente una presión superior a 24 MPa (hasta 35 MPa) y una temperatura superior a 5600 C (hasta 6200 C), cuyo uso requiere nuevos materiales y nuevos diseños de equipos. A menudo un CHP o CHP en nivel diferente Los parámetros se construyen en varias etapas: colas, cuyos parámetros aumentan con la introducción de cada nueva cola.
Una central eléctrica es un conjunto de equipos diseñados para convertir la energía de cualquier fuente natural en electricidad o calor. Hay varios tipos de tales objetos. Por ejemplo, las centrales térmicas se utilizan a menudo para generar electricidad y calor.
Definición
Una central térmica es una central eléctrica que utiliza algún combustible fósil como fuente de energía. Este último se puede utilizar, por ejemplo, petróleo, gas, carbón. En actualmente Los complejos térmicos son el tipo de central eléctrica más común en el mundo. La popularidad de las centrales térmicas se explica principalmente por la disponibilidad de combustibles fósiles. Petróleo, gas y carbón están disponibles en muchas partes del mundo.
TPP es (decodificando con su abreviatura parece "central térmica"), entre otras cosas, un complejo con una eficiencia bastante alta. Dependiendo del tipo de turbinas utilizadas, este indicador en las estaciones este tipo puede ser igual al 30 - 70%.
¿Cuáles son los tipos de centrales térmicas?
Las estaciones de este tipo se pueden clasificar según dos características principales:
- cita;
- tipo de instalación.
En el primer caso se distinguen GRES y CHP.Una central eléctrica es una planta que funciona haciendo girar una turbina bajo la poderosa presión de un chorro de vapor. Descifrar la abreviatura GRES (central eléctrica del distrito estatal) ahora ha perdido su relevancia. Por lo tanto, a menudo estos complejos también se denominan IES. Esta abreviatura significa "central eléctrica de condensación".
La cogeneración también es un tipo bastante común de central térmica. A diferencia de GRES, estas estaciones no están equipadas con condensación, sino con turbinas de calefacción. CHP significa "planta de energía térmica".
Además de las plantas de condensación y calefacción (turbinas de vapor), en las centrales térmicas se pueden utilizar los siguientes tipos de equipos:
- vapor-gas.
TPP y CHP: diferencias
A menudo la gente confunde estos dos conceptos. La cogeneración, de hecho, como descubrimos, es una de las variedades de centrales térmicas. Una central de este tipo se diferencia de otros tipos de centrales térmicas principalmente en queparte de la energía térmica que genera va a las calderas instaladas en el local para calentarlas o producir agua caliente.
Además, la gente suele confundir los nombres de HPP y GRES. Esto se debe principalmente a la similitud de las abreviaturas. Sin embargo, una central hidroeléctrica se diferencia fundamentalmente de una central eléctrica de distrito estatal. Ambos tipos de estaciones están construidas sobre ríos. Sin embargo, en una central hidroeléctrica, a diferencia de una central eléctrica de distrito estatal, no se utiliza vapor como fuente de energía, sino el propio flujo de agua.
¿Cuáles son los requisitos para el TPP?
Una central térmica es una central térmica en la que se genera y consume electricidad al mismo tiempo. Por lo tanto, un complejo de este tipo debe cumplir plenamente con una serie de requisitos económicos y requisitos tecnológicos. Esto garantizará un suministro ininterrumpido y fiable de electricidad a los consumidores. Entonces:
- Las instalaciones del TPP deben contar con buena iluminación, ventilación y aireación;
- el aire dentro y alrededor de la planta debe estar protegido de la contaminación por partículas, nitrógeno, óxido de azufre, etc.;
- las fuentes de suministro de agua deben protegerse cuidadosamente para que no entren aguas residuales;
- Los sistemas de tratamiento de agua en las estaciones deben estar equipados.sin desperdicio.
El principio de funcionamiento del TPP.
TPP es una central eléctrica en qué turbinas se pueden utilizar diferente tipo. A continuación, consideraremos el principio de funcionamiento de una central térmica utilizando el ejemplo de uno de sus tipos más comunes: la cogeneración. La energía se genera en dichas estaciones en varias etapas:
El combustible y el oxidante ingresan a la caldera. El polvo de carbón se suele utilizar por primera vez en Rusia. A veces, la turba, el fueloil, el carbón, el esquisto bituminoso y el gas también pueden servir como combustible para la cogeneración. agente oxidante en este caso sale aire caliente.
El vapor formado como resultado de la combustión del combustible en la caldera ingresa a la turbina. El objetivo de este último es la conversión de la energía del vapor en energía mecánica.
Los ejes giratorios de la turbina transfieren energía a los ejes del generador, que la convierte en energía eléctrica.
Enfriado y perdido parte de la energía en la turbina, el vapor entra al condensador.Aquí se convierte en agua, que se alimenta a través de calentadores al desaireador.
Deae El agua purificada se calienta y se introduce en la caldera.
Ventajas del TPP
La central termoeléctrica es, por tanto, una estación cuyo principal tipo de equipo son turbinas y generadores. Las ventajas de tales complejos incluyen, en primer lugar:
- bajo costo de construcción en comparación con la mayoría de los otros tipos de centrales eléctricas;
- el bajo precio del combustible utilizado;
- Bajo costo de generación de electricidad.
Además, una gran ventaja de estas estaciones es que se pueden construir en cualquier lugar, independientemente de la disponibilidad de combustible. El carbón, el fueloil, etc. se pueden transportar a la estación por carretera o ferrocarril.
Otra ventaja de las centrales térmicas es que ocupan una superficie muy pequeña en comparación con otro tipo de centrales.
Desventajas del TPP
Por supuesto, estas estaciones no sólo tienen ventajas. También tienen una serie de desventajas. Las centrales térmicas son complejos que, lamentablemente, contaminan mucho el medio ambiente. Las estaciones de este tipo pueden lanzarse al aire apenas gran cantidad hollín y humo. Además, las desventajas de las centrales térmicas incluyen los altos costos operativos en comparación con las centrales hidroeléctricas. Además, todos los tipos de combustible utilizados en dichas estaciones son recursos naturales insustituibles.
¿Qué otros tipos de centrales térmicas existen?
Además de las plantas de cogeneración y centrales térmicas de turbina de vapor (GRES), en Rusia funcionan las siguientes centrales:
Turbina de gas (GTPP). En este caso, las turbinas no giran a partir de vapor, sino de gas natural. Además, en dichas estaciones se puede utilizar fuel oil o diesel como combustible. Lamentablemente, la eficiencia de estas estaciones no es demasiado alta (27 - 29%). Por lo tanto, se utilizan principalmente sólo como fuentes de electricidad de respaldo o destinados a suministrar voltaje a la red de pequeños asentamientos.
Turbina de vapor y gas (PGES). La eficiencia de dichas estaciones combinadas es aproximadamente del 41 al 44%. Transmiten energía al generador en sistemas de este tipo a la vez turbinas y turbinas de gas y vapor. Al igual que las centrales de cogeneración, las CCPP se pueden utilizar no sólo para la generación propiamente dicha de electricidad, sino también para calentar edificios o suministrar agua caliente a los consumidores.
Ejemplos de estaciones
Así que cualquiera Soy una central térmica, una central eléctrica. Ejemplos dichos complejos se presentan en la siguiente lista.
CHPP de Bélgorodskaya. La potencia de esta central es de 60 MW. Sus turbinas funcionan con gas natural.
Central hidroeléctrica Michurinskaya (60 MW). Esta instalación también está ubicada en la región de Belgorod y funciona con gas natural.
Cherepovéts GRES. El complejo está ubicado en Región de Volgogrado y puede funcionar tanto con gas como con carbón. La potencia de esta central es de 1051 MW.
Lípetsk CHP-2 (515 MW). Funciona con gas natural.
CHPP-26 "Mosenergo" (1800 MW).
Cherepetskaya GRES (1735 MW). La fuente de combustible para las turbinas de este complejo es el carbón.
En lugar de una conclusión
Así, descubrimos qué son las centrales térmicas y qué tipos de tales objetos existen. Por primera vez se construyó un complejo de este tipo hace mucho tiempo, en 1882 en Nueva York. Un año después, se lanzó un sistema de este tipo en Rusia, en San Petersburgo. Hoy en día, las centrales térmicas son un tipo de centrales eléctricas que representan alrededor del 75% de toda la electricidad generada en el mundo. Y aparentemente, a pesar de una serie de desventajas, las centrales de este tipo proporcionarán electricidad y calor a la población durante mucho tiempo. Después de todo, las ventajas de tales complejos son mucho mayores que las desventajas.
