Kuras, šaltas vanduo ir oras – tiek sunaudoja šiluminė elektrinė. Jis gamina pelenus, karštą vandenį, dūmus ir elektrą.
Šiluminės elektrinės dirba su įvairių rūšių kuru.
Vidurinėje juostoje Sovietų Sąjunga daugelis elektrinių dirba vietiniu kuru – durpėmis. Jis deginamas garo katilų krosnyse gabalų pavidalu ant judančių grotelių arba durpių drožlių - frezuotų durpių - pavidalu kasyklų malūnų krosnyse arba inž. Šeršnevas.
Frezinės durpės gaunamos iš durpių masės krumpliaratiniais būgnais – frezomis pašalinant smulkias drožles, trupinius. Tada šis trupinys džiovinamas.
Deginamos frezuotos durpės gryna forma ilgas laikas liko neišspręsta problema, kol mūsų SSRS inžinierius Šeršnevas suprojektavo krosnį, kurioje frezuotos durpės deginamos suspensijoje. Frezų durpės pučiamos oru į krosnį. Nesudegusios stambios dalelės krenta, bet vėl surenkamos stiprios oro srovės ir taip lieka krosnies erdvėje suspensijoje iki visiško sudegimo.
1931 metais SSRS pradėta eksploatuoti pirmoji pasaulyje elektrinė, kuri panašiose krosnyse kūreno frezuotas durpes. Tai Briansko regioninė elektrinė.
Vėliau frezinėms durpėms kūrenti buvo sukurtos šachtinės-malūninės krosnys. Šachtiniuose malūnuose frezuotos durpės išdžiovinamos, susmulkinamos, sumaišomos su oru ir jau labai smulkių džiovintų dalelių pavidalu patenka į krosnį, kur dega.
SSRS naftos regionuose taip pat yra elektrinių, veikiančių skystuoju kuru – mazutu (naftos atliekų perdirbimas). Prie metalurgijos gamyklų esančios elektrinės kaip kurą naudoja aukštakrosnių dujas ir kokso krosnių dujas. Aptikus gamtinių dujų telkinius, kai kurios elektrinės šias dujas pradėjo naudoti savo katilų krosnyse.
Tačiau nė vienas iš šių kuro rūšių nėra toks įprastas kaip anglis. Dauguma SSRS šiluminių elektrinių kaip kurą naudoja įvairių rūšių anglį.
Šiuolaikinės elektrinės yra labai nepretenzingos anglies kokybei. Jie gali naudoti daugiapelenes ir Blage anglis, kurios netinkamos kūrenti garlaivių ir garvežių krosnyse, aukštakrosnėse ir atviro židinio krosnyse.
Anksčiau anglys buvo deginamos elektrinėse garo katilų krosnyse ant grotelių – taip pat, kaip ir velėninių durpių bei malkų krosnyse. Praktika parodė, kad daug pelningiau anglį deginti smulkių miltelių – anglies dulkių – pavidalu. Jai gauti anglis sumalama malūnuose. Tuose pačiuose malūnuose jis džiovinamas. Dauguma šiuolaikinių šiluminių elektrinių veikia anglies dulkėmis.
Šiluminei elektrinei reikia labai daug vandens. Mums reikia maitinti garo katilus. Tačiau didžioji dalis vandens eina išmetamųjų garų vėsinimui, kondensavimui.
Šiuolaikinės didelės šiluminės elektrinės dažniausiai statomos ant upės, ežero ar specialiai sukurto tvenkinio krantų. Tačiau ne visada toje vietoje, kur statoma elektrinė, yra pakankamai vandens. Šiuo atveju jie pasitenkina nedideliu rezervuaru, kuriame vanduo dirbtinai „aušinamas purškiamų baseinų ar aušinimo bokštų pagalba.
Fig. 4-4. Nuostolių ir naudingosios energijos paskirstymas garo turbininėje elektrinėje.
Skaičiai nuo 7 iki 6 rodo nuostolius: 1 - nuostoliai katile (paliekami į aplinkos orą ir katilinės šildymui); 2-nuostoliai su išeinančiomis dujomis ^- nuostoliai garo vamzdynuose; 4 - nuostoliai turbinoje ir mašinų skyriaus šildymui; 5 - nuostoliai generatoriuje; 6 - nuostoliai su aušinimo vandeniu.
Kondensacinėje elektrinėje vidaus ir aušinimo vandens nuostoliai siekia 77%. Kogeneracinėje elektrinėje dalis šilumos, esančios selektyviniame ir atliekiniame turbinų gare, panaudojama pramonės įmonės 7 ir buitinėms reikmėms 8. Bendri nuostoliai – 65 proc.
Šiltas vanduo tiekiamas į purškimo baseinus esant slėgiui. Vamzdynų sistema šį vandenį paskirsto tarp daugybės purkštukų. Iš jų išteka vanduo maži fontanai, išpurškiamas į smulkius purškiklius, atvėsinamas aplinkinio oro ir jau atvėsęs patenka į baseiną.
Aušinimo bokštai aukšti, bokšto viduje tuščiaviduriai. Tinkleliai yra jų apatinėje dalyje išilgai perimetro. Per puikų lietų ant grotelių liejasi šiltas vanduo. Oras praeina per šį dirbtinį lietų, įkaista nuo vandens šilumos ir kartu su vandens garais patenka į centrinę aušinimo bokšto dalį. Šis milžiniškas vamzdis sukuria trauką. Šiltas oras kyla ir išeina. Virš aušinimo bokštų visada tvyro didžiuliai garų debesys.
Kombinuotosios šilumos ir elektrinės – sutrumpintai CHP – vadinamos elektrinėmis, kurios, be elektros energijos, taip pat duoda vartotojams šilumą garo pavidalu gamyklų ir gamyklų technologinėms reikmėms bei forma. karštas vanduo, einantis į būstų šildymą ir gyventojų buitinius poreikius.
Kombinuotosios šilumos ir elektrinės yra daug ekonomiškesnės nei paprastos arba, kaip jos vadinamos, kondensacinės elektrinės. Pastarajame daugiau nei pusė kuro degimo metu susidarančios šilumos nunešama aušinimo vandeniu. Kogeneracinėse elektrinėse šie nuostoliai yra daug mažesni, nes dalis turbinose išmetamų garų patenka tiesiai į vartotojus ir šildyti vandenį, skirtą šildyti ir tiekti karštą vandenį aplinkiniams rajonams.
Taigi, labiausiai paplitusi mūsų SSRS yra šiluminė elektrinė, kuri veikia anglimi, sudeginta garo katilų krosnyse, susmulkinta. Aplankysime tokią elektrinę.
Kuro tiekimas
Norint šiuolaikinėje elektrinėje pagaminti 1 kWh elektros, sunaudojama vos keli šimtai gramų anglies, tačiau net ir „vidutinė“ jėgainė per dieną sunaudoja kelis tūkstančius tonų anglies.
Čia atsivėrė elektrinės vartai ir, skambant buferiais, lėtai įvažiuoja kitas sunkiųjų traukinys. 4-5. šiluminės elektrinės technologinis procesas (kuro tiekimas ir katilinė). Vienkartinė anglis, patiekiama savaiminio iškrovimo vagonuose į iškrovimo pastogės 1 bunkerius per konvejerių sistemą 2 patenka į smulkinimo bokšto bunkerius 3 ir per magnetinį separatorių 4 bei groteles 5 į trupintuvą 6, kur susmulkinama iki 10-13 dydžio vienetų ΛίΛί. Po smulkintuvo smulkios anglys per konvejerį 2 tiekiamos į bunkerio galerijos 7 konvejerius ir per juos į katilų 8 žaliavinės anglies talpyklas.
Iš žalios anglies dėžių juostiniu tiektuvu 9, sujungtu su juostinėmis svarstyklėmis, anglys patenka į rutulinį malūną 10, kur yra sumalamos ir išdžiovinamos išmetamosiomis dujomis, tiekiamomis į malūną per dujotiekį 11. Anglies mišinys. dulkės ir dujos iš malūno išsiurbiamos malūno ventiliatoriumi (išmetimo vamzdžiu) 12, praeina per malūno separatorių 13, kuriame atskiriamos didelės dulkių dalelės ir per dulkių vamzdyną 14 grąžinamos atgal į malūną. Smulkios dulkės su dujomis patenka į pi kairįjį cikloną 15, kur dulkės atskiriamos nuo dujų ir supilamos į dulkių surinktuvą 16. Iš dulkių ciklono 15 dujos išsiurbiamos dujotiekiu 17 ir per degiklį 19
Jie pučiami į katilo krosnį 20.
Tame pačiame dujų sraute per dulkių tiektuvus 18 pridedamas dulkių kiekis, reikalingas tam tikrai katilo apkrovai. Ventiliatorius 21 paima pašildytą orą iš viršutinės katilinės dalies, varo jį per oro šildytuvą 22, kur oras sušildomas iki 300 - ^ 50 °, ir tiekia tiek, kiek reikia visiškam degimui. dulkių per oro kanalus 23 į degiklius 19. Degiklių, paliekančių degiklius, temperatūra yra apie 1500° Kaitinamosios dūmų dujos, susidarančios dulkėms degant, dalį savo šilumos išskiria spinduliuodamos į ekrano vamzdžius 24, yra išsiurbiami iš krosnies dūmtraukiu 29 ir išmetami į kaminą 31 išilgai šerno 30.
Pakeliui iš krosnies dujas išplauna katilo vamzdžiai 25, perkaitintuvas 26, vandens šildytuvas - vandens ekonomaizeris 27 ir oro šildytuvas 22. Dujų temperatūra nukrenta žemiau 200°. Elektrostatiniuose nusodintuvuose 28 išmetamosios dujos valomos nuo pelenų, kurie kartu su šlaku iš krosnies pilami į hidraulinio pelenų šalinimo kanalus 12, iš kurių juos nuneša galinga vandens srove.
Vanduo patenka į katilą iš mašinų skyriaus per tiekimo vandens vamzdyną 33, praeina per vandens ekonomaizerį 27, kur jis įkaista iki maždaug virimo taško tam tikram slėgiui, tiekiamas į katilo būgną 34 ir iš ten užpildo visą vamzdį. sistema. Susidarę garai iš viršutinės katilo balabano dalies išleidžiami garo išmetimo vamzdžiais 35 į perkaitintuvą 26. Perkaitinti garai per pagrindinį garo vožtuvą 37 per perkaitinto garo vamzdyną 36 patenka į mašinų skyrių į turbinas.
keturių ašių savaiminio išsikrovimo gondolos. Kiekvienas yra pajėgus! talpina iki 60 tonų anglies.
Kompozicija paduodamas į vagono svarstykles, kur kiekviena gondola pasveriama. Kuro svėrimas būtinas norint tiksliai registruoti elektrinės techninę ir ekonominę veiklą bei atsiskaityti grynaisiais su geležinkelio ir tiekėjų kasyklomis.
Po svėrimo dalis vagonų keliauja į anglies sandėlį, kur jos iškraunamos, kad susidarytų anglies atsargos. Esant galimiems transportavimo sutrikimams reikalingas sandėlis.
Jėgainės anglies sandėliuose įrengti galingi pakrovimo ir iškrovimo mechanizmai – portaliniai kranai, trosiniai kranai, garo ar elektriniai savaeigiai greiferiniai kranai. Vagonų prastovos pakrovimo ir iškrovimo metu yra sumažintos iki minimumo.
Priklausomai nuo kuro tiekimo sąlygų, sandėlyje sukaupiama pakankamai anglies, kurios pakanka užtikrinti stoties darbą pilna apkrova kelias dienas ar net savaites.
Kitą vagonų dalį, likusią prie vagonų svarstyklių, paima stoties garvežys I 1 ir tiekia į ilgąjį pastatą - iškrovimo tvartą. Atsidaro didelės dvivėrės iškrovimo trobos durys, užsidega įspėjamieji signalai, suskamba varpas ir visas traukinys kartu su lokomotyvu įeina į vidų – iškrauti.
Darbuotojai pasuka fiksavimo svirtis, atidaro apatinius gondolų šoninius skydus, o juoda anglių srove plūsta į dideles, geležies smėlias, didelių akių duobes, esančias abiejose geležinkelio bėgių pusėse. Tai iškrovimo bunkeriai. Galingos elektros lempos po lubomis atrodo blankios nuo kylančių dulkių debesų.Anglis buvo patiekta sausa, nes jų labai daug. 4-6. technologinis procesas (4-5 pav. tęsinys). šiluminė elektrinė (mašinų skyrius ir elektros dalis).
Perkaitintas garas iš katilų per garo vamzdyną 1 patenka į garo turbiną 2, kur garo šiluminė energija paverčiama mechanine energija. Turbinos rotorius suka prie jo prijungtą generatoriaus rotorių L. Turbinoje išnaudoti garai patenka į 4, kur suskystėja – kondensuojasi, atiduodami savo šilumą cirkuliuojančiam vandeniui. Vandeniu pavirtę garai – kondensatas – kondensato siurbliu b išsiurbiami ir nukreipiami į akumuliacines talpyklas 7 bei deaeratorių b, kuriame iš pašildyto vandens pašalinamas deguonis. '4 metais į deaeratorių, be kondensato, per vamzdyną 12 tiekiamas vanduo iš cheminio vandens valymo, siekiant kompensuoti kondensato nuostolius, čia perpylimo siurblys 9 tiekia drenažą iš surinkimo drenažo rezervuarų 10. Priklausomai nuo vandens suvartojimo katilinėje, kondensatas arba kaupiasi akumuliacinėje talpoje, arba iš jo patenka į deaeratorių. Vanduo išsiskiria iš jame ištirpusio deguonies, kai praeina deaeratoriaus 11 galvutė.
Tiekimo siurblys /5 paima vandenį iš deaeratoriaus ir su slėgiu jį varo per šildytuvą 14, kur vanduo kaitinamas selektyviniais turbinos garais ir slėginiu tiekimo vandens vamzdžiu 15 patenka į katilinę į katilus. Atrankiniai garai iš turbinos, be šildytuvo, tiekiami ir į deaeratoriaus galvutę.
Galingas cirkuliacinis siurblys 16 siurbia šaltą vandenį per kondensatoriaus žalvarinius vamzdžius 5 ( cirkuliuojantis vanduo). Išmetamieji turbinos garai išplauna šiuos vamzdžius, atiduoda šilumą cirkuliuojančiam vandeniui ir kondensuojasi. Šiltas cirkuliuojantis vanduo per dujotiekį 17 patenka į aušinimo bokšto išleidimo angą 18, iš ten per groteles 19 smulkaus lietaus pavidalu nuteka žemyn ir, sutikdamas oro srautą, einantį į aušinimo bokšto bokštą 20, atšaldomas ir. iš priėmimo baseino 2/, jau atvėsęs, grįžta į įsiurbimo cirkuliacinį siurblį 16.
Iš generatoriaus statoriaus pagaminta elektra kabeliu 22 per generatoriaus skyriklius 23 ir alyvos grandinės pertraukiklį 24 perduodama į skirstomojo įrenginio 27 šynas. Iš šynų dalis elektros energijos per pagalbinius žeminamuosius transformatorius panaudojama elektrai maitinti. variklius savo reikmėms ir stočiai apšviesti. Pagrindinė elektros dalis per pakopinius transformatorius 26 ir alyvos jungiklius 27 patenka per aukštos įtampos liniją 28 į bendrą aukštąją įtampą.
elektros sistemos tinklas.
dulkės. Tačiau būna ir kitaip. Rudenį ir žiemos laikas Kai lyja ir sninga, anglies drėgmės kiekis labai padidėja. Akmens anglys užšąla ir jas tenka laužtuvais išmušti iš gondolų.
Iš iškrovimo bunkerių anglys per juostinio transportavimo sistemą patenka į smulkinimo bokštą, iš pradžių po žeme, o paskui kylantis į viršų palei nuožulnias galerijas. Čia plaktukiniai trupintuvai susmulkina į 10-13 mm gabalus. Iš čia anglys patenka į garo katilų žalios anglies dėžes. Tai užbaigia kuro tiekimo cecho ekonomiškumą.
garo gamykla
Atsistojus katilinėje, praėjime tarp katilų, atrodo, lyg būtum siauroje gatvelėje tarp aukšti namai. Tik namuose neįprasta išvaizda, aptrauktas juodai nudažytais plieno lakštais, apsuptas šviesių plieninių grotelių takais ir laiptais. Šiuolaikiniai katilai pasiekia penkių aukštų pastato aukštį.
Iš visų pusių katilas padengtas lygia juoda danga. Tik pačiame viršuje matosi sidabrinis kupolas, tarsi į katilą būtų įmontuotas dirižablis. Tai katilo būgnas. Plieninio būgno kupolas padengtas šilumos izoliacijos sluoksniu ir nudažytas aliuminio bronza. Kupole yra liukas, kad montuojant ir remontuojant būtų galima lipti į būgno vidų.
Ant katilo korpuso keliose vietose išdėstyti maži žvilgantys. Atidarykime vieną iš jų. Veidą iš karto užlieja karštis, akis sklinda nepakeliamai ryški šviesa. Žvilgsniai patenka į katilo krosnį, kur deginamas kuras. Priešais vieną iš atvirų degiklių yra juodas vamzdelis su stikliniu lęšiu gale, kaip pusė žiūronų. Tai optinis pirometras, matuojantis temperatūrą krosnyje. Į pirometro vamzdelį įdedamas jautrus vamzdelis. Iš jo laidai patenka į galvanometrą, sumontuotą ant katilo valdymo šilumos skydo. Galvanometro skalė sugraduota laipsniais.
Katilo krosnies viduje temperatūra siekia daugiau nei pusantro tūkstančio laipsnių, o jos sienų pamušalas – tik šiltas. Krosnyje esanti liepsna iš visų pusių yra apsupta vamzdžių, užpildytų vandeniu ir prijungta prie katilo būgno. Šie vamzdžiai – vandens ekranas, kaip jie vadinami – suvokia karštų krosnies dujų spinduliavimo energiją. Už ekrano vamzdžių yra mūras iš ugniai atspari plyta. Už ugniai atsparių plytų sluoksnio klojamas labai mažo šilumos laidumo izoliacinių diatomitinių plytų sluoksnis. O už šios plytos tiesiai po plieninėmis apvalkalų plokštėmis klojamas dar vienas stiklo vatos arba asbesto sluoksnis. Iš katilo išeinantys vamzdžiai yra padengti storu šilumos izoliacijos sluoksniu. Visos šios priemonės žymiai sumažina šilumos nuostolius į aplinką.
Krosnies viduje
Šalia katilas buvo sustabdytas remontui. Per jos sienoje esančią angą galima patekti į krosnelės vidų į laikiną medinę platformą, pagamintą remonto metu. Kaip viskas viduje pilka!
Visos keturios krosnies sienos yra padengtos vandens tinklelio vamzdžiais. Vamzdžiai padengti birių pelenų ir šlako sluoksniu. Kai kuriose krosnies šoninėse sienelėse vamzdžiai yra atskirti ir matomos juodosios skylės - degikliai, per kuriuos į krosnį pučiamos anglies dulkės:
Apačioje krosnies sienelės susiaurėja apverstos piramidės pavidalu, virsdamos siauru velenu. Tai šlako bunkeris ir šlako kasykla. Čia patenka anglies dulkių degimo metu susidaręs šlakas. Iš šlako kasyklų šlakas ir pelenai stipria vandens srove nuplaunami į hidraulinio pelenų šalinimo kanalus arba supilami į vežimėlius ir išvežami į pelenų sąvartynus.
Kai stovi krosnies apačioje, prastas apšvietimas iš pradžių paslepia krosnies erdvės aukštį. Tačiau šis aukštis tampa apčiuopiamas, jei pažvelgsite į vieną iš vandens ekrano vamzdžių iš apačios į viršų.
Žemiau, platformos lygyje, vamzdžiai atrodo stori kaip ranka, o tarpai tarp jų aiškiai matomi. Viršuje šiurkštūs sulenkti, suformuojantys plokščią skliautą. O ten, viršuje, šie vamzdžiai atrodo lyg šiaudai, sukloti lygiomis eilėmis. Turite pakreipti galvą, kad pažvelgtumėte į krosnies skliautą. Nevalingai atsiveria burna ir iš viršaus į ją liejasi pelenai.
Katilo veikimo metu visi jo vandentiekio vamzdžiai nuolat dengiami suodžių sluoksniu, pelenų ir suodžių sluoksniu. Dėl to sutrinka šilumos perdavimas iš karštų dujų į vandenį vamzdžiuose. Katilo remonto metu kruopščiai išvalomi visi jo vandens vamzdžiai.
Garo katilų projektuotojai pasirenka karštų dujų greitį per vamzdžių ryšulius, kad būtų sumažintas kietųjų dalelių nusėdimas ant jų. Priešingu atveju būtų susidarę ataugos, panašios į stalaktitus ir stalagmitus urvuose.
Be to, eksploatuojant katilą, karts nuo karto reikia papūsti jo vamzdžius stipria suspausto oro ar garų srove.
Katilo krosnies tūris – daugiau nei tūkstantis kubinių metrų. Baisu pagalvoti, kas darosi šioje didžiulėje erdvėje katilo veikimo metu, kai visa tai alsuoja siaučiančios liepsnos ir karštų dujų sūkuriai.
Kas yra anglies elektrinė? Tai tokia elektros energijos gamybos įmonė, kurioje anglis (akmuo, ruda) yra pirmoji energijos konversijos grandinėje.
Prisiminkime energijos konversijos grandinę elektrinėse, veikiančiose pagal ciklą.
Pirmoji grandinėje yra kuras, mūsų atveju anglis. Turi cheminę energiją, kuri deginant katile virsta garo šilumine energija. Šiluminė energija taip pat gali būti vadinama potencialia energija. Be to, potenciali garų energija purkštukuose paverčiama kinetine energija. Kinetinę energiją vadiname greičiu. Ši kinetinė energija turbinos purkštukų išėjimo angoje stumia rotoriaus mentes ir sukasi turbinos veleną. Čia gaunama mechaninė sukimosi energija. Mūsų turbinos velenas yra standžiai sujungtas su elektros generatoriaus velenu. Jau elektros generatoriuje mechaninė sukimosi energija paverčiama elektros energija – elektra.
Anglimi kūrenama elektrinė turi ir privalumų, ir trūkumų, lyginant, pavyzdžiui, su dujomis kūrenamą elektrinę (į modernią CCGT neatsižvelgsime).
Anglies elektrinių privalumai:
- mažos degalų sąnaudos;
— santykinis nepriklausomumas nuo kuro tiekimo (yra didelis anglies sandėlis);
- ir viskas.
Anglimi kūrenamų elektrinių trūkumai:
- mažas manevringumas - dėl papildomo šlako išleidimo apribojimo, jei jis pašalinamas su skystais pelenais;
- didelė emisija, palyginti su dujomis;
- mažesnis elektros energijos tiekimo efektyvumas - čia pridedami nuostoliai katile ir padidėję savo elektros poreikiai dėl anglies pulverizavimo sistemos;
- daugiau nei degalinėse, kaina susidaro dėl to, kad pridedamas abrazyvinis nusidėvėjimas ir didesnis skaičius pagalbinių instaliacijų.
Iš šio nedidelio palyginimo matyti, kad anglimi kūrenamos elektrinės pralaimi dujinėms. Bet vis tiek pasaulis neatsisako jų statybos. Tai visų pirma susiję su ekonominiu požiūriu.
Paimkime, pavyzdžiui, mūsų šalį. Žemėlapyje yra keletas vietų, kuriose jie kasami dideli kiekiai ak anglis. Žymiausias yra Kuzbasas (Kuznecko anglies baseinas), dar žinomas kaip Kemerovo sritis. Jėgainių yra nemažai, didžiausios – ir be jų dar kelios mažesnės. Visi jie varomi anglimi, išskyrus kelis jėgos agregatus, kuriuose dujos gali būti naudojamos kaip atsarginis kuras. Kemerovo srityje toks didelis skaičius anglimi kūrenamų elektriniųžinoma, dėl to, kad anglis kasama „po ranka“. Anglies kainoje elektrinėms praktiškai nėra transporto komponento. Be to, kai kurie TPP savininkai taip pat yra anglies įmonių savininkai. Atrodo, aišku, kodėl ten nestatomos degalinės.
Be to, išžvalgytos anglies atsargos yra nepalyginamai didesnės nei ištirtos gamtinių dujų atsargos. Tai pasakytina apie šalies energetinį saugumą.
IN išsivyščiusios šalysžengė toliau. Iš anglies gaminamos vadinamosios sintetinės dujos, dirbtinis gamtinių dujų analogas. Kai kurie jau prisitaikė prie šių dujų, kurios gali veikti kaip CCGT dalis. Ir čia jau yra visiškai skirtingi efektyvumo koeficientai (didesni) ir kenksmingi teršalai (mažesni), palyginti su anglimi kūrenamomis stotimis ir net su senomis dujomis.
Taigi galime daryti išvadą: žmonija visada naudos anglį kaip kurą elektros gamybai.
Pasauliniai anglimi kūrenamų gamybos pajėgumai nuo 2000 m. padvigubėjo iki 2 000 GW, o tai paskatino sparčiai augantys investiciniai projektai Kinijoje ir Indijoje. Dar 200 GW statomi, o visame pasaulyje planuojama 450 GW. Pastaraisiais dešimtmečiais anglimi kūrenamos elektrinės pagamino 40–41% pasaulio elektros energijos – tai didžiausia dalis, palyginti su kitomis gamybos rūšimis. Tuo pat metu 2014 metais buvo pasiektas elektros energijos gamybos iš anglies pikas, o dabar prasidėjo jau devintoji veikiančių šiluminių elektrinių apkrovų mažinimo ir jų uždarymo banga. Daugiau apie tai anglies dioksido santraukoje.
Pasauliniai anglimi kūrenamų gamybos pajėgumai nuo 2000 m. padvigubėjo iki 2 000 GW, o tai paskatino sparčiai augantys investiciniai projektai Kinijoje ir Indijoje. Dar 200 GW statomi, o visame pasaulyje planuojama 450 GW. Anglies generatorių klube yra 77 šalys, dar 13 šalių planuoja prisijungti prie jo iki 2030 m.
Pastaraisiais dešimtmečiais anglimi kūrenamos elektrinės pagamino 40–41% pasaulio elektros energijos – tai didžiausia dalis, palyginti su kitomis gamybos rūšimis.
Tuo pat metu 2014 metais buvo pasiektas elektros energijos gamybos iš anglies pikas, o dabar prasidėjo jau devintoji veikiančių šiluminių elektrinių apkrovų mažinimo ir jų uždarymo banga. Bėgant metams ES ir JAV buvo išjungta 200 GW, o iki 2030 m. – dar 170 GW. 2018 m. balandžio 9 d. 27 šalys prisijungė prie anglies laipsniško atsisakymo aljanso, iš kurių 13 šalių turi veikiančias elektrines.
Atkreipkite dėmesį, kad nuo 2010 iki 2017 m. buvo užbaigta arba pradėta statyti tik 34% planuotų anglies pajėgumų (873 GW), o 1700 GW buvo atšaukta arba atidėta, praneša „CoalSwarm“. Pavyzdžiui, konkursas vieno statybai nauja stotis gali pritraukti kelias paraiškas, kurių kiekviena bus įskaičiuota į „planuojamą pajėgumą“.
Pasak Tarptautinės energetikos agentūros (IEA), visos žaliavinės anglies jėgainės turi uždaryti per kelis dešimtmečius, jei norima, kad atšilimas būtų mažesnis nei 2 laipsniais, palyginti su ikipramoninio laikotarpio temperatūra. Norėdami išsiaiškinti šią istoriją, „Carbon Brief“ sudarė visų pasaulyje anglimi kūrenamų elektrinių praeitį, dabartį ir ateitį 2018 m. vasario mėn. (https://www.carbonbrief.org/mapped-worlds-coal-power-plants), kurioje parodytos visos 2000-2017 m. laikotarpiu veikusios anglimi kūrenamos virš 30 MW šiluminės elektrinės bei planuojamų jų vieta. Žemėlapyje yra apie 10 000 uždarytų, veikiančių ir planuojamų anglies jėgainių, kurių bendra galia 4 567 GW, iš kurių šiandien veikia 1 996 GW, statoma 210 GW, planuojama 443 GW, 2 387 GW nutraukiama, o buvo pasiūlyta 1 681 GW. buvo pastatytas, bet vėliau nuo 2010 m. atšauktas 95 pasaulio šalyse. Pasaulyje taip pat yra apie 27 GW mažų anglies šiluminių elektrinių – kiekviena iki 30 MW.
Anglies pajėgumų augimas
Anglimi kūrenama gamyba visų pirma yra pigios elektros energijos pažadas, skatinantis ekonomikos augimą. Pasauliniai anglimi kūrenamų gamybos pajėgumai 2000–2017 m. kasmet didėjo ir beveik padvigubėjo nuo 1 063 GW iki 1 995 GW. Anglys pagamina 40–41% pasaulio elektros energijos, o tai didžiausia dalis per pastaruosius dešimtmečius. Šiandien 77 pasaulio šalys naudoja anglies energiją, o 2000 m. tokių buvo 65. Dar 13 planuoja prisijungti prie anglies energijos klubo.
Esamų įrenginių išmetamo CO2 kiekio pakanka, kad anglies dioksido kiekis būtų sutrikdytas 1,5 arba 2 laipsniais Celsijaus. Remiantis tyrimu, šie apribojimai reikš, kad nebus naujų anglimi kūrenamų elektrinių ir anksti bus uždaryta 20 % anglimi kūrenamų elektrinių. Pasak TEA, visos žaliavinės anglies jėgainės turės būti uždarytos iki 2040 m., jei norime, kad pasaulio augimas būtų „gerokai mažesnis“ nei 2 laipsniai Celsijaus. Tai reikštų 100 GW anglies pajėgumų uždarymą kasmet 20 metų arba maždaug po vieną anglies bloką kasdien iki 2040 m.
Tačiau antraštės ir energetikos prognozės rodo, kad anglies augimas nesustos. Šias niūrias prastėjančio klimato perspektyvas stabdo sparčios energijos kaitos požymiai. Nuo 2015 m. statomų ar planuojamų statyti anglies blokų vamzdynas sumažėjo perpus. Šiluminių elektrinių stabdymo tempas spartėja ir 2010–2017 m. pasiekia bendrą 197 GW lygį.
Anglies sulėtėjimas
TEA tuo tiki didžiausios investicijos pasaulinei anglies energijai jau praėjo ir pramonė įžengė į „dramatiško sulėtėjimo“ fazę. TEA ataskaitoje teigiama, kad Kinija, kuri teikia dauguma dabartinį augimą, nebereikia naujų šiluminių elektrinių.
Investicijų nesėkmė reiškia, kad anglies pajėgumų augimas lėtėja. Ir jei 2011 metais pasaulyje buvo pristatyti 82 GW, tai 2017 metais – tik 34 GW.
Remiantis naujausia „CoalSwarm“, „Greenpeace“ ir „Sierra Club“ metine ataskaita, statomų naujų stočių skaičius kasmet mažėja sparčiau – nuo 2015 m. sumažėjo 73 proc. Kinija uždaro šimtus mažesnių, senesnių ir mažiau efektyvių gamyklų, pakeičiant jas didesnėmis, efektyvesnėmis. Visa tai reiškia, kad pasaulinė galia anglies generavimas piką gali pasiekti jau 2022 m. pagal TEA pramonės būklės ataskaitą.
Didžiausia CO2 emisija
Tai rodo TEA duomenys CO2 emisija iš anglies energijos, galbūt jau piką pasiekė 2014 m ., nepaisant to, kad anglies pajėgumai ir toliau auga. Anglies CO2 emisija 2014–2016 m. laikotarpiu sumažėjo 3,9 proc., anglies gamyba – 4,3 proc.
Kadangi anglies pajėgumai ir toliau didėja, esamos anglimi kūrenamos elektrinės dirba mažiau valandų. Vidutiniškai pasaulinės anglimi kūrenamos elektrinės 2016 m. veikė maždaug pusę laiko, o apkrovos koeficientas buvo 52,5%. Panaši tendencija pastebima JAV (52 %), ES (46 %), Kinijoje (49 %) ir Indijoje (60 %).
Daugybė kitų veiksnių taip pat turi įtakos anglimi kūrenamų elektrinių ir CO2 emisijų ryšiui. Tai apima anglies tipą ir kiekvienoje gamykloje naudojamas degimo technologijas. Šiluminės elektrinės, deginančios žemos kokybės lignitą, gali išmesti iki 1200 tonų CO2 vienam GWh pagamintos elektros energijos. Aukštos kokybės anglis išmeta mažiau emisijų.
Svarbi ir deginimo technologija – iš mažiau efektyvių „subkritinių“ įrenginių iki itin superkritiškų sistemos, kurios padidina katilo efektyvumą esant didesniam slėgiui. Seniausios ir mažiausiai efektyvios subkritinės elektrinės veikia 35 % efektyvumu. Naujosios technologijos padidina šį skaičių iki 40 proc. ir itin superkritiškas iki 45% (HELE).
Tačiau Pasaulio anglių asociacijos duomenimis, net HELE anglies blokai išmeta apie 800tCO2/GW. Tai yra maždaug dvigubai daugiau nei dujomis kūrenamų elektrinių išmetamų teršalų kiekis ir apie 50–100 kartų daugiau nei branduolinės, vėjo ir saulės. TEA nemato tolesnių anglies energijos perspektyvų pagal scenarijus iki 2C, nes liekamasis išmetamųjų teršalų kiekis yra per didelis, net ir surinkus ir saugojus anglies dioksidą.
2017 m. anglies gavyba ir išmetamo CO2 kiekis šiek tiek išaugo dėl didesnės Kinijos gamybos apimties, nors jos išlieka žemiau 2014 m.
Anglies ekonomikos erozija
Mažas elektrinių panaudojimas (PLU) yra „ėsdinantis“ anglimi kūrenamų elektrinių ekonomiką. Apskritai jie skirti veikti mažiausiai 80 % laiko, nes turi gana dideles fiksuotas išlaidas. Tuo remiamasi ir naujo anglies bloko statybos sąmata, o mažesnė apkrova padidina elektros energijos vieneto sąnaudas. NFI mažėjimo dinamika ypač pavojinga anglimi kūrenamų elektrinių operatoriams, konkuruojantiems su sparčiai mažėjančiomis atsinaujinančios energijos kainomis, pigiomis dujomis JAV ir didėjančiomis anglies kainomis ES. Anglies tiekimo apribojimai didina anglies kainas, dar labiau kenkiant bet kokiems pranašumams prieš alternatyvas.
Nauji aplinkosaugos teisės aktai padidina anglimi kūrenamų elektrinių kainas daugelyje jurisdikcijų nuo ES iki Indijos ir Indonezijos. Anglies elektrinių savininkai turėtų investuoti į gydymo įstaigos atitikti aukštesnius aplinkosaugos standartus arba iš viso uždaryti savo nešvarias šilumines elektrines. Šis veiksnių derinys reiškia, kad dauguma esamo anglies „parko“ stočių ES ir net Indijoje susiduria su rimtomis ekonominėmis problemomis, teigia „Financial thinktank Carbon Tracker“. Buvo nustatyta, kad Pavyzdžiui, iki 2030 m. beveik visos anglimi kūrenamos elektrinės ES bus nuostolingos. „Bloomberg New Energy Finance“ įkūrėjas Michaelas Liebreichas teigia, kad anglis susiduria su dviem „lūžio taškais“. Pirmoji – kai nauja atsinaujinanti energija tampa pigesnė nei naujos anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės, o tai jau įvyko keliuose regionuose. Antrasis – kai nauji atsinaujinantys energijos šaltiniai yra pigesni nei esamos anglimi kūrenamos elektrinės.
Prisimink tai anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės gali toliau veikti nepalankiai ekonominės sąlygos, pavyzdžiui, su priemoka už elektros energiją. Tokią praktiką 2018 metais įdiegė nemažai ES šalių.
2018 metais Kinija, Vietnamas ir Tailandas visiškai panaikino priemoką už saulės energijos gamybą. Filipinai ir Indonezija jį gerokai sumažino. O Indijoje saulės energijos gamyba jau pigesnė nei anglis. Tai yra, tikros konkurencijos sąlygomis anglimi kūrenama gamyba šalyse pietryčių Azija jau praranda AEI ir vystysis lėčiau nei planuota.
Pagrindinės šalys ir regionai
77 šalys naudoja anglį elektrai gaminti, palyginti su 65 šalimis 2000 m. Nuo tada 13 šalių sukūrė anglies pajėgumus ir tik viena šalis – Belgija – juos uždarė. Dar 13 šalių, kurioms tenka 3 % dabartinių pajėgumų, įsipareigojo iki 2030 m. laipsniškai atsisakyti anglies, kaip JK ir Kanados vadovaujamo Anglių pasitraukimo aljanso dalis. Tuo tarpu 13 šalių vis dar tikisi prisijungti prie anglies energijos klubo.
10 geriausių pasaulio šalys, parodytos kairėje toliau pateiktos lentelės pusėje, sudaro 86 % visų veikiančių anglimi kūrenamų elektrinių. Dešinėje stalo pusėje - 10 geriausių šalių, planuojančių pastatyti 64% pasaulio anglimi kūrenamų pajėgumų.
Šalis / MW veikia / dalis pasaulyje Šalis / MW statoma / dalis
Kinija 935 472 47 % Kinija 210 903 32 %
JAV 278 823 14 % Indija 131 359 20 %
Indija 214 910 11 % Vietnamas 46 425 7 %
Vokietija 50 400 3 % Turkija 42 890 7 %
Rusija 48 690 2 % Indonezija 34 405 5 %
Japonija 44 578 2 % Bangladešas 21 998 3 %
Pietų Afrika 41 307 2 % Japonija 18 575 3 %
Pietų Korėja 37 973 2 % Egiptas 14 640 2 %
Lenkija 29 401 1 % Pakistanas 12 385 2 %
Indonezija 28 584 1 % Filipinai 12 141 2 %
Kinijoje veikia didžiausias anglimi kūrenamas laivynas ir 250 km spinduliu palei Jangdzės upės deltą aplink Šanchajų statomas galingiausias pasaulyje 97 GW konvejeris. Tai daugiau nei bet kuri kita šalis, išskyrus Indiją ir JAV. Rusija turi penktą pagal dydį anglies gamybos laivyną pasaulyje, kuris sudaro tik 2% pasaulio gamybos pajėgumų.
Kinija
Per pastaruosius 20 metų didžiausi pokyčiai įvyko Kinijoje. 2000–2017 m. jos anglimi kūrenamų laivynų skaičius išaugo penkis kartus. ir pasiekė 935 GW arba beveik pusę pasaulio galios.
Kinija taip pat yra didžiausia pasaulyje CO2 išmetanti šalis ir sunaudoja pusę pasaulyje suvartojamos anglies, todėl jos ateities kelias yra neproporcingai svarbus pasaulinėms pastangoms kovoti su klimato kaita.
Pramoninė veikla ir anglies naudojimas buvo skatinami iki prezidento Xi paskyrimo „vadovu visam gyvenimui“. Tokia energetikos politika galėtų pagreitinti CO2 emisijų augimą daugelį metų.
Tačiau kai kurie analitikai teigia, kad iki 2030 m. Kinijos anglies sunaudojimas gali sumažėti perpus. Vyriausybė įgyvendina nacionalinę prekybos taršos leidimais sistemą ir uždaro bei riboja naujos anglimi kūrenamos energijos gamybą, reaguodama į oro taršą ir klimato problemas. Tai reiškia, kad 2017 m. statomų ar planuojamų statyti anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių vamzdynas, palyginti su 2016 m., sumažėjo 70 proc., teigia „CoalSwarm“.
Tai taip pat reiškia, kad planuojami projektai greičiausiai negaus jiems statyti reikalingų leidimų, sako Lauri Millivirta, Greenpeace Rytų Azijos energetikos analitikas. „Daugelis suplanuotų projektų Kinijoje ir Indijoje iš tikrųjų mirė. Indijoje jie komerciškai nelikvidūs, niekas sveiko proto jų nestatys... Kinijoje tai nėra prasmės, nes jau ir taip per daug pajėgumų, perteklius. Pasak JAV Energetikos informacijos administracijos (EIA), pajėgumai ir anglies gamyba Kinijoje daugiau ar mažiau pasiekė aukščiausią tašką.
Indija
Antras pagal dydį pajėgumų padidėjimas nuo 2000 m. buvo Indijoje, kur anglimi kūrenamų elektrinių parkas išaugo daugiau nei tris kartus iki 215 GW. Pastaruoju metu Indijos anglies gamybos būklė smarkiai pablogėjo. TEA sumažino Indijos anglies paklausos prognozę dėl lėtėjantis elektros ir pigesnių atsinaujinančių energijos šaltinių paklausos augimas. Indijos energetikos ministras interviu Bloomberg 2018 m. gegužę sakė, kad kai kurios 10 GW elektrinės laikomos „neperspektyviomis“, kitos 30 GW patiria „stresą“. Taip yra todėl, kad „Indijos atsinaujinančios energijos revoliucija nustumia anglį nuo skolų uolos. “, – rašo Matthew Gray’us, „Carbon Tracker“ analitikas.
Naujausiu Indijos nacionaliniu elektros energijos planu siekiama iš dalies atsisakyti 48 GW anglimi kūrenamų elektrinių dėl nauji aplinkosaugos standartai. Jame taip pat numatyta paleisti 94 GW naujų galių, tačiau pagrindiniai pasaulio analitikai šį skaičių laiko nerealu. Šalyje planuojami 44 GW projektai, iš kurių 17 GW buvo sustabdyti metams. “ Indijoje atsinaujinančios energijos šaltiniai jau gali tiekti energiją mažesnėmis sąnaudomis nei naujos ir net dauguma esamų anglimi kūrenamų elektrinių. “, – sako Lauri Millivirta, „Greenpeace“ energetikos analitikas Rytų Azijoje.
JAV
Senų pajėgumų eksploatavimo nutraukimo banga per šešerius metus sumažino JAV anglies gamybą 61 GW, o dar 58 GW planuojama uždaryti, pažymi Coal Swarm. Tai sumažins JAV anglių laivyną dviem penktadaliais – nuo 327 GW 2000 m. iki 220 GW ar mažiau ateityje.
Vienas iš būdų išsaugoti pramonę yra Trumpo administracijos planai dėl priežasčių gelbėti pinigus prarandančias anglimi kūrenančias elektrines. Nacionalinė apsauga„Bloomberg“ juos apibūdina kaip „precedento neturintį įsikišimą į JAV energijos rinkas“, siekiant išlaikyti sistemos patikimumą per papildomus pajėgumus.
Kita vertus, rinkos sąlygos šiuo metu palankios dujomis kūrenamoms elektrinėms ir atsinaujinantiems energijos šaltiniams. JAV nėra naujų anglies pajėgumų. Tikimasi, kad 2018 m. anglies pajėgumų uždarymas sieks 18 GW. Praėjusiais metais anglies suvartojimas JAV energetikos sektoriuje buvo mažiausias nuo 1982 m.
Europos Sąjunga
Atsižvelgiant į ES laipsniško anglies naudojimo nutraukimo planus, sąjungos anglimi kūrenamų gamybos laivynų galia iki 2030 m. turėtų būti sumažinta iki 100 GW, ty pusės viso jos pajėgumo 2000 m.. Kartu su Kanada ES vadovauja laipsniško anglies gamybos nutraukimo aljansui. JK, Prancūzija, Italija, Nyderlandai, Portugalija, Austrija, Airija, Danija, Švedija ir Suomija paskelbė apie anglimi kūrenamų elektrinių nutraukimą iki 2030 m. Jų galia yra 42 GW, įskaitant naujai pastatytas šilumines elektrines.
Tuo pačiu metu yra ketvirtas ir devintas pagal dydį nacionalinis anglis gaminantis laivynas pasaulyje valstybėse narėse ES, ty 50 GW Vokietijoje ir 29 GW Lenkijoje. ES komisija, nustatanti Vokietijos anglimi pagrįsto elektros tiekimo nutraukimo datą, pradėjo darbą, nors šalies tinklo operatorius teigia, kad iki 2030 m. gali būti uždaryta tik pusė anglies laivyno nepakenkiant energetiniam saugumui. Lenkija tiesiog pažadėjo, kad nestatys naujų anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių daugiau, nei jau statoma.
TEA tyrimai parodė, kad visos ES anglimi kūrenamos elektrinės turi uždaryti iki 2030 m., kad būtų pasiekti Paryžiaus susitarimo tikslai. Tikimasi, kad kylančios CO2 kainos jau šiais metais lems perėjimą nuo anglies prie dujų, jei kaina bus tinkama ir bus prieinamos dujos.
Kitos pagrindinės šalys
Kitos Azijos šalys, įskaitant Pietų Korėja, Japonija, Vietnamas, Indonezija, Bangladešas, Pakistanas ir Filipinai nuo 2000 m. bendrai padvigubino anglimi kūrenamų elektrinių parką ir 2017 m. pasieks 185 GW. Kartu šios šalys pačios pastatys 50 GW naujų šiluminių elektrinių, o dar 128 GW planavo finansuodamas ir dalyvaudamas Kinijos, Japonijos ir Pietų Korėjos statybose.
Daugelyje šių šalių yra įvairių anglies naudojimo požymių. Pavyzdžiui, naujausiame Japonijos nacionalinio energetikos plano projekte atsižvelgiama į svarbų anglies vaidmenį 2030 m., o Paryžiaus susitarimas reiškia, kad Tokijas iki to laiko turi palaipsniui atsisakyti anglies, pažymi „Climate Analytics“.
Vietnamas yra trečioji šalis pagal planuojamą anglies gamybos apimtį – 46 GW, iš kurių 11 GW jau statoma. „Tačiau vyriausybė vis daugiau investuoja į šios trajektorijos keitimą“, – rašo Alexas Perera, Pasaulio išteklių instituto energetikos direktorius. atsinaujinanti energija ir privatus sektorius, siekiantis vis griežtesnių švarios energijos tikslų.
Indonezijos vyriausybė uždraudė statyti naujas anglies jėgaines tankiausiai apgyvendintoje Javos saloje. Valstybinė komunalinių paslaugų įmonė buvo kritikuojama už tai, kad „labai pervertino elektros paklausos augimą“, kad pateisintų planus statyti naujas anglimi kūrenamų elektrinių.
Turkija turi didelių planų plėsti anglies laivyną. Tačiau šiuo metu tiesiamas tik 1 GW iš planuojamo 43 GW dujotiekio.
Kita didelių planų šalis – Egiptas, neturintis nei anglies jėgainių, nei savo anglies telkinių. Atkreipkite dėmesį, kad nė vienas iš 15 GW suplanuotų naujų galių neviršijo Ankstyva stadija patvirtinimų, negavo jokių leidimų ir nestatoma.
Pietų Afrika turi didelius anglies telkinius ir septintą pagal dydį anglimi kūrenamos energijos laivyną. Pietų Afrika stato 6 GW naujų šiluminių elektrinių ir planuoja paleisti dar 6 GW. Tačiau nuo šių metų pradžioje išrinktų Kirilo Ramafosos politinės nuotaikos šalyje keičiasi, o balandį buvo pasirašyti ilgalaikiai atsinaujinančios energijos statybos sandoriai, kurių vertė – 4,7 mlrd. Priežastis ta, kad naujos anglies jėgainės bus brangesnės nei AEI, mano ekspertai. Teisės aktų diskusijos dėl anglies vaidmens naujajame Pietų Afrikos investicijų į energetiką plane vyks vėliau šią vasarą.
2013 m. kovo 23 d
Kartą, kai įvažiavome į šlovingą Čeboksarų miestą, rytų kryptimi mano žmona pastebėjo du didžiulius bokštus palei greitkelį. — Ir kas tai? ji paklausė. Kadangi visiškai nenorėjau parodyti savo neišmanymo žmonai, šiek tiek pasigilinau atmintyje ir išdaviau pergalingą: „Čia aušinimo bokštai, ar nežinai?“. Ji šiek tiek susigėdo: "Kam jie skirti?" – Na, atrodo, yra ką atvėsinti. "Ir ką?". Tada man buvo gėda, nes visiškai nežinojau, kaip išeiti toliau.
Galbūt šis klausimas amžiams išliko atmintyje be atsakymo, bet stebuklų nutinka. Praėjus keliems mėnesiams po šio įvykio, matau įrašą savo draugų kanale z_aleksejus apie tinklaraštininkų, norinčių apsilankyti Čeboksarų CHPP-2, verbavimą, tą patį, kurį matėme iš kelio. Reikėtų kardinaliai pakeisti visus savo planus, būtų nedovanotina praleisti tokią progą!
Taigi, kas yra CHP?
Tai yra kogeneracinės elektrinės širdis, ir čia vyksta pagrindinis veiksmas. Į katilą patenkančios dujos perdega, išskirdamos beprotiškai daug energijos. Čia ateina grynas vanduo. Po kaitinimo jis virsta garais, tiksliau – perkaitintais garais, kurių išėjimo temperatūra yra 560 laipsnių, o slėgis – 140 atmosferų. Taip pat vadinsime „Grynais garais“, nes susidaro iš paruošto vandens.
Prie išėjimo, be garų, turime ir išmetimą. Esant maksimaliai galiai, visi penki katilai sunaudoja beveik 60 kubinių metrų gamtinių dujų per sekundę! Degimo produktams pašalinti reikalingas nevaikiškas „dūmų“ vamzdis. Ir taip pat yra vienas.
Vamzdis gali būti matomas beveik iš bet kurios miesto vietos, atsižvelgiant į 250 metrų aukštį. Įtariu, kad tai aukščiausias Čeboksarų pastatas.
Netoliese yra šiek tiek mažesnis vamzdis. Rezervuokite dar kartą.
Jei kogeneracinė jėgainė kūrena anglį, reikalingas papildomas išmetamųjų dujų apdorojimas. Bet mūsų atveju to nereikia, nes gamtinės dujos naudojamos kaip kuras.
Antroje katilinės ir turbinų cecho sekcijoje yra įrenginiai, gaminantys elektros energiją.
Keturi iš jų sumontuoti Čeboksarų CHPP-2 mašinų skyriuje, kurių bendra galia – 460 MW (megavatų). Būtent čia tiekiamas perkaitintas garas iš katilinės. Jis, esant didžiuliam slėgiui, siunčiamas į turbinos mentes, priversdamas trisdešimties tonų rotorių suktis 3000 aps./min. greičiu.
Įrenginys susideda iš dviejų dalių: pačios turbinos ir generatoriaus, gaminančio elektrą.
O štai kaip atrodo turbinos rotorius.
Jutikliai ir matuokliai yra visur.
Ir turbinos, ir katilai, tuo atveju Skubus atvėjis galima nedelsiant sustabdyti. Tam yra specialūs vožtuvai, kurie per sekundės dalį gali išjungti garo ar degalų tiekimą.
Įdomu, ar yra toks dalykas kaip industrinis kraštovaizdis ar pramoninis portretas? Jis turi savo grožį.
Kambaryje baisus triukšmas, o norint išgirsti kaimyną, tenka labai įtempti klausą. Be to, labai karšta. Noriu nusimauti šalmą ir nusirengti iki marškinėlių, bet negaliu to padaryti. Saugumo sumetimais kogeneracinėje elektrinėje draudžiama dėvėti drabužius trumpomis rankovėmis, per daug karštų vamzdžių.
Dažniausiai dirbtuvės būna tuščios, žmonės čia pasirodo kartą per dvi valandas, turo metu. O įrangos veikimas valdomas iš Pagrindinės valdymo plokštės (Katilų ir turbinų grupiniai valdymo pultai).
Taip atrodo darbo vieta.
Aplink yra šimtai mygtukų.
Ir dešimtys jutiklių.
Kai kurie yra mechaniniai, o kiti - elektroniniai.
Tai mūsų ekskursija, o žmonės dirba.
Iš viso po katilo ir turbinų cecho išėjime turime dalinai atvėsusią ir dalį slėgio praradusią elektrą ir garą. Su elektra, atrodo, lengviau. Skirtingų generatorių išėjime įtampa gali būti nuo 10 iki 18 kV (kilovoltų). Blokinių transformatorių pagalba jis pakyla iki 110 kV, o tada elektros linijas (elektros linijas) galima perduoti dideliais atstumais.
Likusį „Švarų garą“ išleisti į šoną nepelninga. Kadangi susidaro iš Tyras vanduo", kurio gamyba yra gana sudėtingas ir brangus procesas, tikslingiau jį atvėsinti ir grąžinti atgal į katilą. Taigi užburtame rate. Tačiau su jo pagalba ir šilumokaičių pagalba galite šildyti vandenį arba gaminti antrinį garą, kuris gali būti lengvai parduodamas trečiųjų šalių vartotojams.
Apskritai, būtent tokiu būdu savo namuose gauname šilumą ir elektrą, turėdami įprastą komfortą ir jaukumą.
O taip. Kam vis dėlto reikalingi aušinimo bokštai?
Pasirodo, viskas labai paprasta. Norint atvėsinti likusį „Gryną garą“, prieš naujai tiekiant į katilą, naudojami visi tie patys šilumokaičiai. Jis aušinamas techninio vandens pagalba, CHPP-2 paimamas tiesiai iš Volgos. Tam nereikia jokio specialaus mokymo ir jį taip pat galima naudoti pakartotinai. Pratekėjęs per šilumokaitį, proceso vanduo pašildomas ir patenka į aušinimo bokštus. Ten jis teka žemyn plona plėvele arba nukrenta žemyn lašelių pavidalu ir yra vėsinamas ventiliatorių sukuriamo oro srauto. O išmetimo aušinimo bokštuose vanduo purškiamas naudojant specialius purkštukus. Bet kokiu atveju pagrindinis aušinimas vyksta dėl nedidelės vandens dalies išgaravimo. Atvėsintas vanduo specialiu kanalu palieka aušinimo bokštus, po kurių siurblinės pagalba siunčiamas pakartotiniam naudojimui.
Žodžiu, aušinimo bokštai reikalingi vandeniui, kuris aušina katilo-turbinos sistemoje dirbančius garus, atvėsinti.
Visas CHP darbas valdomas iš pagrindinio valdymo pulto.
Čia visada yra palydovas.
Visi įvykiai registruojami.
Nemaitink manęs duona, leisk man nufotografuoti mygtukus ir jutiklius...
Apie tai beveik viskas. Apibendrinant, yra keletas stoties nuotraukų.
Tai senas, nebeveikiantis vamzdis. Greičiausiai jis greitai bus nuimtas.
Įmonėje daug propagandos.
Jie čia didžiuojasi savo darbuotojais.
Ir jų pasiekimai.
Tai neatrodo teisinga...
Belieka pridurti, kad kaip juokaujant – „Nežinau, kas tie tinklaraštininkai, bet jų vadovas yra OAO TGC-5 filialo Mari El ir Čiuvašijoje direktorius, holdingo IES – Dobrov SV. “
Kartu su stoties direktoriumi S.D. Stoliarovas.
Be perdėjimo – tikri savo srities profesionalai.
Ir, žinoma, didelis ačiū Irinai Romanovai, atstovaujančiai įmonės spaudos tarnybą, už puikiai organizuotą kelionę.
Kai 1879 m Tomas Alva Edisonasišrado kaitinamąją lempą, prasidėjo elektrifikacijos era. Norint pagaminti didelį kiekį elektros energijos, reikėjo pigaus ir lengvai prieinamo kuro. Anglis atitiko šiuos reikalavimus, o pirmosios elektrinės (XIX a. pabaigoje pastatė pats Edisonas) veikė anglimi.
Šalyje statant vis daugiau stočių, didėjo priklausomybė nuo anglies. Nuo Pirmojo pasaulinio karo maždaug pusė metinės elektros energijos Jungtinėse Valstijose buvo pagaminta iš anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių. 1986 metais bendra tokių elektrinių instaliuota galia buvo 289 000 MW, jos sunaudojo 75% visos (900 mln. tonų) šalyje iškasamos anglies. Atsižvelgiant į esamus neaiškumus dėl branduolinės energetikos plėtros perspektyvų ir naftos bei gamtinių dujų gavybos augimo, galima daryti prielaidą, kad iki amžiaus pabaigos anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės pagamins iki 70 proc. sukurta šalyje.
Tačiau, nepaisant to, kad anglis jau seniai buvo ir daugelį metų bus pagrindinis elektros energijos šaltinis (Jungtinėse Valstijose ji sudaro apie 80 % visų rūšių natūralaus kuro atsargų), ji niekada nebuvo optimalus kuras elektrinėms. Savitasis energijos kiekis svorio vienete (t. y. kaloringumas) yra mažesnis anglies nei naftos ar gamtinių dujų atveju. Ją sunkiau transportuoti, be to, deginant anglį atsiranda daug nepageidaujamų poveikių aplinkai, ypač rūgštus lietus. Nuo septintojo dešimtmečio pabaigos anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių patrauklumas smarkiai sumažėjo dėl sugriežtintų reikalavimų dėl aplinkos taršos dujinėmis ir kietosiomis emisijomis pelenų ir šlako pavidalu. Dėl šių aplinkosaugos problemų sprendimo sąnaudų ir didėjančių sudėtingų objektų, tokių kaip šiluminės elektrinės, statybos sąnaudos, jų plėtros perspektyvos tapo mažiau palankios vien ekonominiu požiūriu.
Tačiau jei pakeisite technologinė bazė anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių, gali atgimti buvęs jų patrauklumas. Kai kurie iš šių pakeitimų yra evoliucinio pobūdžio ir daugiausia skirti padidinti esamų įrenginių pajėgumą. Tuo pačiu metu kuriami visiškai nauji procesai anglies deginimui be atliekų, t.y., kuo mažiau kenkiant aplinkai. Naujų technologinių procesų diegimu siekiama užtikrinti, kad būsimos anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės būtų efektyviai kontroliuojamos jų turimo aplinkos taršos laipsnio, lanksčios panaudojimo galimybių atžvilgiu. įvairių rūšių anglis ir nereikėjo ilgų statybos laikotarpių.
Norėdami įvertinti anglies deginimo technologijos pažangos svarbą, trumpai apsvarstykite įprastos anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės veikimą. Akmens anglys kūrenamos garo katilo krosnyje, kuri yra didžiulė kamera, kurios viduje yra vamzdžiai, kuriuose vanduo virsta garais. Prieš tiekiant į krosnį, anglys susmulkinamos į dulkes, dėl kurių pasiekiamas beveik toks pat degimo efektyvumas kaip ir deginant degiąsias dujas. Didelis garo katilas per valandą sunaudoja vidutiniškai 500 tonų susmulkintų anglių ir pagamina 2,9 mln. kg garo, kurio pakanka 1 mln. kWh elektros energijos pagaminti. Per tą patį laiką katilas į atmosferą išmeta apie 100 000 m3 dujų.
Susidaręs garas praeina per perkaitintuvą, kur jo temperatūra ir slėgis pakyla, o tada patenka į aukšto slėgio turbiną. Mechaninę turbinos sukimosi energiją elektros generatorius paverčia elektros energija. Siekiant didesnio energijos konversijos efektyvumo, garai iš turbinos dažniausiai grąžinami į katilą pakartotiniam pašildymui ir po to varo vieną ar dvi žemo slėgio turbinas ir tik tada kondensuojamas aušinant; kondensatas grąžinamas į katilo ciklą.
Šiluminės elektrinės įranga apima kuro tiektuvus, katilus, turbinas, generatorius, taip pat sudėtingas aušinimo, išmetamųjų dujų valymo ir pelenų šalinimo sistemas. Visos šios pagrindinės ir pagalbinės sistemos yra sukurtos taip, kad labai patikimai veiktų 40 ar daugiau metų esant apkrovoms, kurios gali svyruoti nuo 20% gamyklos įrengtos galios iki didžiausios. Tipiškos 1000 MW šiluminės elektrinės įrengimo kapitalo sąnaudos paprastai viršija 1 mlrd.
Efektyvumas, kuriuo deginant anglį išsiskiriančią šilumą galima paversti elektra, iki 1900 m. siekė tik 5%, o 1967 m. siekė 40%. Kitaip tariant, per maždaug 70 metų specifinis anglies suvartojimas vienam pagamintam elektros vienetui sumažėjo aštuonis kartus. Atitinkamai sumažėjo 1 kW instaliuotos šiluminių elektrinių galios kaina: jei 1920 m. ji buvo 350 USD (1967 m. kainomis), tai 1967 m. sumažėjo iki 130 USD. Tiekiamos elektros kaina taip pat sumažėjo. toks pat laikotarpis nuo 25 centų iki 2 centų už 1 kW arbatą.
Tačiau nuo septintojo dešimtmečio pažangos tempas pradėjo mažėti. Ši tendencija, matyt, paaiškinama tuo, kad tradicinės šiluminės elektrinės pasiekė savo tobulumo ribą, nulemtą termodinamikos dėsnių ir medžiagų, iš kurių gaminami katilai ir turbinos, savybės. Nuo aštuntojo dešimtmečio pradžios šiuos techninius veiksnius apsunkino naujos ekonominės ir organizacinės priežastys. Visų pirma, smarkiai išaugo kapitalo išlaidos, sulėtėjo elektros paklausa, sugriežtėjo aplinkos apsaugos nuo kenksmingų teršalų reikalavimai, pailgėjo jėgainių statybos projektų įgyvendinimo terminai. Dėl to daug metų mažėjusios elektros energijos gamybos iš anglies kaina smarkiai išaugo. Iš tiesų, 1 kW elektros, pagamintos naujose šiluminėse elektrinėse, dabar kainuoja daugiau nei 1920 m. (palyginamomis kainomis).
Per pastaruosius 20 metų anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių kainai didžiausią įtaką turėjo išaugę reikalavimai pašalinti dujines,
skystos ir kietos atliekos. Šiuolaikinių šiluminių elektrinių dujų valymo ir pelenų šalinimo sistemos dabar sudaro 40% kapitalo ir 35% veiklos sąnaudų. Techniniu ir ekonominiu požiūriu svarbiausias išmetamųjų teršalų kontrolės sistemos elementas yra išmetamųjų dujų desulfuravimo įrenginys, dažnai vadinamas šlapio valymo sistema. Šlapių dulkių surinkėjas (skruberis) sulaiko sieros oksidus, kurie yra pagrindinis teršalas, susidarantis degant anglims.
Šlapių dulkių surinkimo idėja yra paprasta, tačiau praktiškai ji pasirodo sudėtinga ir brangi. Šarminė medžiaga, dažniausiai kalkės arba kalkakmenis, sumaišoma su vandeniu ir tirpalas išpurškiamas į išmetamųjų dujų srautą. Įtraukta į dūmų dujos sieros oksidus sugeria šarmų dalelės ir iš tirpalo nusėda inertinio sulfito arba kalcio sulfato (gipso) pavidalu. Gipsas gali būti lengvai pašalinamas arba, jei jis pakankamai švarus, gali būti parduodamas kaip statybinė medžiaga. Sudėtingesnėse ir brangesnėse šveitimo sistemose gipso dumblas gali būti paverstas sieros rūgštimi arba elementine siera – vertingesnė cheminiai produktai. Nuo 1978 metų visose statomose šiluminėse elektrinėse, kuriose naudojamas anglies miltelių kuras, privaloma įrengti skruberius. Dėl to JAV energetikos pramonėje dabar yra daugiau šveitimo įrenginių nei visame pasaulyje.
Šveitimo sistemos kaina naujose gamyklose paprastai yra 150–200 USD už 1 kW įrengtos galios. Šveitiklių įrengimas esamose gamyklose, iš pradžių suprojektuotų be šlapio šveitimo, kainuoja 10-40% daugiau nei naujose gamyklose. Skruberių eksploatacijos kaštai yra gana dideli, nesvarbu, ar jie montuojami senose, ar naujose gamyklose. Šveitikliai gamina didžiulius kiekius gipso dumblo, kuris turi būti laikomas nusėdimo tvenkiniuose arba išpilamas, o tai sukuria naują aplinkos problemą. Pavyzdžiui, 1000 MW galios šiluminė elektrinė, dirbanti su 3% sieros turinčia anglimi, per metus pagamina tiek dumblo, kad gali padengti 1 km2 plotą apie 1 m storio sluoksniu.
Be to, šlapio dujų valymo sistemos sunaudoja daug vandens (1000 MW jėgainėje vandens debitas yra apie 3800 l/min), o jų įranga ir vamzdynai dažnai yra linkę užsikimšti ir rūdyti. Šie veiksniai padidina veiklos sąnaudas ir sumažina bendrą sistemos patikimumą. Galiausiai skruberinėse sistemose nuo 3 iki 8% stotyje pagamintos energijos sunaudojama siurbliams ir dūmų šalintuvams varyti bei išmetamosioms dujoms šildyti po dujų valymo, o tai būtina, kad dūmtraukiuose nesusidarytų kondensatas ir korozija.
Plačiai paplitęs skruberių naudojimas Amerikos energetikos pramonėje nebuvo nei lengvas, nei pigus. Pirmieji skruberių įrenginiai buvo daug mažiau patikimi nei likusi stoties įranga, todėl skruberių sistemų komponentai buvo suprojektuoti su didele saugumo ir patikimumo riba. Kai kuriuos sunkumus, susijusius su skruberių įrengimu ir eksploatavimu, galima paaiškinti tuo, kad skruberių technologija pramoniniu būdu buvo pradėta taikyti per anksti. Tik dabar, po 25 metų patirties, šveitimo sistemų patikimumas pasiekė priimtiną lygį.
Anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių kaina pabrango ne tik dėl privalomų išmetamųjų teršalų kontrolės sistemų, bet ir dėl to, kad smarkiai išaugo pačių statybų kaina. Net ir atsižvelgiant į infliaciją, anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių instaliuotos galios vieneto savikaina dabar yra tris kartus didesnė nei 1970 m. Per pastaruosius 15 metų „masto efektas“, tai yra didelių elektrinių statybos nauda, buvo paneigtas ženkliai išaugusios statybos sąnaudos . Iš dalies toks kainų kilimas atspindi dideles ilgalaikių kapitalo projektų finansavimo išlaidas.
Projekto vėlavimo poveikį galima pamatyti Japonijos energetikos įmonių pavyzdyje. Japonijos įmonės paprastai veiksmingesnės už savo kolegas Amerikoje sprendžia organizacines, technines ir finansines problemas, dėl kurių dažnai atidedamas didelių statybos projektų paleidimas. Japonijoje elektrinė gali būti pastatyta ir pradėta eksploatuoti per 30–40 mėnesių, o JAV tokios pat galios elektrinė paprastai užtrunka 50–60 mėnesių. Esant tokiam ilgam projekto įgyvendinimo laikui, naujos statomos gamyklos kaina (taigi ir įšaldyto kapitalo kaina) yra panaši į daugelio JAV energetikos įmonių pagrindinį kapitalą.
Todėl energetikos įmonės ieško būdų, kaip sumažinti naujų elektrinių statybos kaštus, ypač naudojant mažesnes modulines jėgaines, kurias būtų galima greitai transportuoti ir sumontuoti esamoje elektrinėje, kad būtų patenkintas augantis poreikis. Tokie įrenginiai gali būti pradėti eksploatuoti daugiau trumpą laiką ir todėl atsipirks greičiau, net jei investicijų grąža išlieka pastovi. Diegiant naujus modulius tik tada, kai reikia padidinti sistemos pajėgumą, galima sutaupyti iki 200 USD/kW, nors masto ekonomija prarandama naudojant mažesnius įrenginius.
Kaip alternatyvą naujų elektros energijos gamybos įrenginių statybai, energetikos įmonės taip pat praktikavo esamų senų elektrinių modernizavimą, kad pagerintų jų našumą ir pailgintų jų eksploatavimo laiką. Ši strategija, žinoma, reikalauja mažiau kapitalo išlaidų nei naujų gamyklų statyba. Ši tendencija pasiteisina ir tuo, kad maždaug prieš 30 metų pastatytos elektrinės dar nėra morališkai pasenusios. Kai kuriais atvejais jie netgi veikia didesniu efektyvumu, nes neturi šveitiklių. Senos elektrinės užima vis didesnę dalį šalies energetikos sektoriuje. 1970 m. JAV tik 20 gamybos įrenginių buvo vyresni nei 30 metų. Amžiaus pabaigoje 30 metų bus vidutinis anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių amžius.
Energetikos įmonės taip pat ieško būdų, kaip sumažinti eksploatacines išlaidas stotyse. Norint išvengti energijos praradimo, būtina numatyti laiku įspėjimas apie svarbiausių objekto sekcijų veiklos pablogėjimą. Todėl nuolatinis blokų ir sistemų būklės stebėjimas tampa svarbia operatyvinės tarnybos dalimi. Toks nuolatinis natūralių nusidėvėjimo, korozijos ir erozijos procesų stebėjimas leidžia elektrinių operatoriams laiku imtis veiksmų ir užkirsti kelią avariniam elektrinių gedimui. Tokių priemonių svarbą galima teisingai įvertinti, jei, pavyzdžiui, atsižvelgus į tai, kad priverstinė 1000 MW anglimi kūrenamos elektrinės prastova elektros įmonei gali kainuoti 1 mln. brangesnių šaltinių.
Padidėjus specifinėms anglies transportavimo ir perdirbimo bei pelenų šalinimo sąnaudoms, akmens anglių kokybė (nustatoma pagal drėgmės, sieros ir kitų mineralų kiekį) tapo svarbiu veiksniu, lemiančiu šiluminių elektrinių našumą ir ekonomiškumą. Nors žemos kokybės anglys gali kainuoti pigiau nei aukštos kokybės anglys, pagaminti tokį patį kiekį elektros kainuoja daug daugiau. Daugiau žemos kokybės anglies transportavimo išlaidos gali būti didesnės už mažesnės kainos naudą. Be to, žemos kokybės anglis paprastai sukuria daugiau atliekų nei aukštos kokybės anglis, todėl pelenų šalinimas reikalauja didelių išlaidų. Galiausiai žemos kokybės anglių sudėtis labai svyruoja, todėl sunku „sureguliuoti“ gamyklos kuro sistemą, kad ji veiktų kuo didesniu efektyvumu; šiuo atveju sistema turi būti sureguliuota taip, kad ji veiktų su prasčiausia tikėtina anglies kokybe.
Esamose elektrinėse anglies kokybę galima pagerinti arba bent jau stabilizuoti prieš deginant pašalinus tam tikras priemaišas, pavyzdžiui, sieros mineralus. Naftos perdirbimo gamyklose susmulkintos „nešvarios“ akmens anglys įvairiais būdais yra atskiriamos nuo priemaišų, išnaudojant anglies ir priemaišų savitojo svorio ar kitų fizinių savybių skirtumus.
Nepaisant šių pastangų pagerinti esamų anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių našumą, iki šimtmečio pabaigos Jungtinėse Valstijose reikės įrengti papildomus 150 000 MW galios, jei elektros poreikis išaugs 2,3 % per metus. metų. Siekdamos išlikti konkurencingos anglies atžvilgiu nuolat besiplečiančioje energijos rinkoje, energetikos įmonės turės taikyti novatoriškus naujus anglies deginimo būdus, kurie yra efektyvesni už tradicinius trimis būdais. pagrindiniai aspektai: mažiau teršiama aplinka, sutrumpinamas elektrinių statybos laikas ir gerinamos jų darbinės bei eksploatacinės charakteristikos.
 |
 |
| SUSKUSTOS ANGLIES DEGIMAS sumažina elektrinių išmetamų teršalų valymo įrenginių poreikį. Katilo krosnyje oro srautu sukuriamas suskystintas anglies ir kalkakmenio mišinio sluoksnis, kuriame kietosios dalelės susimaišo ir yra suspensijoje, t.y. jos elgiasi taip pat, kaip ir verdančio skysčio. Turbulentinis maišymas užtikrina visišką anglies degimą; o kalkakmenio dalelės reaguoja su sieros oksidais ir sulaiko apie 90 % šių oksidų. Kadangi katilo kaitinimo gyvatukai tiesiogiai liečiasi su verdančiojo kuro sluoksniu, garas generuojamas efektyviau nei įprastuose garo katilai dirba su smulkinta anglimi. Be to, verdančiojo sluoksnio degančių anglių temperatūra yra žemesnė, o tai neleidžia išlydo katilo šlaką ir sumažina azoto oksidų susidarymą. |
ANGLIŲ DUJINIMAS gali būti atliekamas kaitinant anglies ir vandens mišinį deguonies atmosferoje. Proceso produktas yra dujos, daugiausia susidedančios iš anglies monoksido ir vandenilio. Kai dujos atvėsinamos, pašalinamos ir pašalinamos sieros, jas galima naudoti kaip dujų turbinų kurą, o vėliau garo turbinoms gaminti garą (kombinuotas ciklas). Kombinuoto ciklo jėgainė į atmosferą išmeta mažiau teršalų nei įprastinis anglimi kūrenamas šiluminis įrenginys. |
Šiuo metu kuriama daugiau nei tuzinas būdų, kaip deginti anglį padidinant efektyvumą ir mažiau kenkiant aplinkai. Perspektyviausi iš jų yra deginimas verdančiame sluoksnyje ir anglies dujinimas. Deginimas pagal pirmąjį būdą vykdomas garo katilo krosnyje, kuri suprojektuota taip, kad susmulkinta anglis, sumaišyta su kalkakmenio dalelėmis, būtų palaikoma virš krosnies grotelių suspenduotoje („pseudo-suskystinta“) būsenoje galingu kylančio oro srautu. Suspenduotos dalelės iš esmės elgiasi taip pat, kaip ir verdančiame skystyje, t.y., yra turbulentiniame judėjime, o tai užtikrina aukštą degimo proceso efektyvumą. Tokio katilo vandentiekio vamzdžiai tiesiogiai liečiasi su degančio kuro „skystančiu sluoksniu“, ko pasekoje didelė šilumos dalis perduodama šilumos laidumu, kuris yra daug efektyvesnis už radiacinę ir konvekcinę šilumą. perkelkite į įprastą garo katilą.
Psūdyto sluoksnio anglimi kūrenamas katilas turi didesnį vamzdinį šilumos perdavimo plotą nei įprastas anglimi kūrenamas katilas, o tai sumažina krosnies temperatūrą ir taip sumažina azoto oksidų susidarymą. (Nors įprastame katile temperatūra gali būti aukštesnė nei 1650°C, tai verdančio sluoksnio katile – 780-870°C.) Be to, kalkakmenis, sumaišytas su anglimi, suriša 90 ar daugiau procentų iš anglies išsiskiriančios sieros. degimo metu, nes apatinis darbinė temperatūra prisideda prie sieros ir kalkakmenio reakcijos, susidarant sulfitui arba kalcio sulfatui. Tokiu būdu aplinkai kenksmingos medžiagos, susidarančios degant anglims, neutralizuojamos susidarymo vietoje, t.y., krosnyje.
Be to, verdančio sluoksnio katilas dėl savo konstrukcijos ir veikimo principo yra mažiau jautrus anglies kokybės svyravimams. Įprasto anglies miltelių katilo krosnyje susidaro didžiulis kiekis išsilydusio šlako, kuris dažnai užkemša šilumos perdavimo paviršius ir taip sumažina katilo efektyvumą bei patikimumą. Verslo sluoksnio katile anglys dega žemesnėje nei šlako lydymosi temperatūra, todėl šildymo paviršių užteršimo šlaku problemos net nekyla. Šie katilai gali dirbti su prastesnės kokybės anglimi, o tai tam tikrais atvejais gali žymiai sumažinti eksploatavimo išlaidas.
Degimo skystajame sluoksnyje būdas lengvai įgyvendinamas modulinės konstrukcijos katiluose su maža garo talpa. Kai kuriais skaičiavimais, investicijos į šiluminę elektrinę su kompaktiškais verdančio sluoksnio katilais gali būti 10-20% mažesnės nei investicijos į šiluminė stotis tradicinis tipas ta pati galia. Sutaupoma sutrumpėjus statybos laikui. Be to, tokio augalo galią galima nesunkiai padidinti padidėjus elektros apkrovai, o tai svarbu tais atvejais, kai iš anksto nežinomas jo augimas ateityje. Taip pat supaprastinta planavimo problema, nes tokius kompaktiškus įrenginius galima greitai sumontuoti, kai tik atsiranda poreikis padidinti energijos gamybą.
Verslo sluoksnio katilai gali būti montuojami ir į esamas elektrines, kai reikia greitai padidinti energijos gamybą. Pavyzdžiui, energetikos bendrovė „Northern States Power“ vieną iš stotyje esančių miltelinės anglies katilų pavertė vnt. Minesota verdančio sluoksnio katile. Pakeitimas atliktas siekiant padidinti elektrinės galią 40%, sumažinti kuro kokybės reikalavimus (katilas gali veikti net su vietinėmis atliekomis), atlikti kruopštesnį išmetamųjų teršalų valymą ir pailginti elektrinės tarnavimo laiką iki 40 metų.
Per pastaruosius 15 metų šiluminėse elektrinėse, kuriose įrengti tik verdančio sluoksnio katilai, naudojama technologija iš mažų bandomųjų ir pusiau pramoninių elektrinių išsiplėtė iki didelių „parodomųjų“ įrenginių. Tokią stotį, kurios bendra galia 160 MW, kartu stato Tenesio slėnio valdžia, Duke Power ir Kentukio sandrauga; Colorado-Ute Electric Association, Inc. paleido 110 MW galios elektrinę su verdančio sluoksnio katilais. Jei šie du projektai bus sėkmingi, kaip ir „Northern States Power“ – privataus sektoriaus bendra įmonė, kurios bendras kapitalas yra maždaug 400 mln.
Kitu būdu, kuris paprastesne forma jau egzistavo devynioliktos vidurys amžiaus, yra anglies dujofikavimas gaminant „grynai degančias“ dujas. Tokios dujos yra tinkamos apšvietimui ir šildymui ir buvo plačiai naudojamos JAV iki Antrojo pasaulinio karo, kol buvo išstumtos gamtinėmis dujomis.
Iš pradžių anglies dujofikavimas patraukė energetikos įmonių dėmesį, kurios tikėjosi šiuo metodu gauti kurą, kuris degtų be atliekų ir taip atsikratytų ploviklio valymo. Dabar tapo aišku, kad anglies dujinimas turi svarbesnį pranašumą: karštus gamybinių dujų degimo produktus galima tiesiogiai panaudoti dujų turbinoms varyti. Savo ruožtu degimo produktų atliekinė šiluma po dujų turbinos gali būti panaudota garui gauti garo turbinai varyti. Šis kombinuotas dujų ir garo turbinų naudojimas, vadinamas kombinuotu ciklu, dabar yra vienas iš labiausiai paplitusių veiksmingi būdai elektros energijos gamyba.
Dujos, gautos dujofikuojant anglį ir išlaisvintos nuo sieros bei kietųjų dalelių, yra puikus kuras dujų turbinoms ir, kaip ir gamtinės dujos, dega beveik be atliekų. Didelis kombinuoto ciklo efektyvumas kompensuoja neišvengiamus nuostolius, susijusius su anglies pavertimu dujomis. Be to, kombinuoto ciklo gamykla sunaudoja daug mažiau vandens, nes du trečdalius galios sukuria dujų turbina, kuriai, skirtingai nei garo turbinai, nereikia vandens.
Anglies dujinimo principu veikiančių kombinuoto ciklo jėgainių gyvybingumą įrodė Pietų Kalifornijos Edisono Cool Water gamyklos eksploatavimo patirtis. Ši apie 100 MW galios stotis pradėta eksploatuoti 1984 m. gegužę. Ji gali veikti naudojant įvairių rūšių anglį. Gamyklos išmetamų teršalų grynumas nesiskiria nuo kaimyninės gamtinių dujų gamyklos išmetamųjų teršalų. Sieros oksidų kiekis išmetamosiose dujose palaikomas žymiai mažesniame lygyje nustatyta norma su pagalbine sieros regeneravimo sistema, kuri pašalina beveik visą sierą, esančią pradiniame kure, ir gamina gryną sierą pramoniniam naudojimui. Azoto oksidų susidarymo užkertamas kelias prieš degant į dujas įpilant vandens, o tai sumažina dujų degimo temperatūrą. Be to, dujofikatoriuje likusi nesudegusi anglis išlydoma į inertišką stiklinę medžiagą, kuri, atvėsusi, atitinka Kalifornijos kietųjų atliekų reikalavimus.
Be didesnio efektyvumo ir mažesnės aplinkos taršos, kombinuoto ciklo gamyklos turi dar vieną privalumą: jas galima statyti keliais etapais, todėl instaliuota galia didinama blokeliais. Toks statybos lankstumas sumažina perteklinių arba per mažų investicijų riziką, susijusią su elektros paklausos augimo neapibrėžtumu. Pavyzdžiui, pirmasis įdiegtų pajėgumų etapas gali veikti dujų turbinos, ir kaip kurą naudoti naftą ar gamtines dujas, o ne anglį, jei šių produktų kainos dabar yra žemos. Tada, augant elektros energijos poreikiui, atliekinės šilumos katilas ir garo turbina, kuris padidins ne tik stoties galią, bet ir efektyvumą. Vėliau, vėl padidėjus elektros poreikiui, elektrinėje gali būti pastatyta anglių dujinimo jėgainė.
Anglimi kūrenamų šiluminių elektrinių vaidmuo yra pagrindinė tema, kai Mes kalbame dėl gamtos išteklių išsaugojimo, aplinkos apsaugos ir ekonominės plėtros būdų. Šie nagrinėjamos problemos aspektai nebūtinai prieštarauja vienas kitam. Naujų technologinių procesų panaudojimo anglies deginimui patirtis rodo, kad jais galima sėkmingai ir vienu metu išspręsti tiek aplinkos apsaugos, tiek elektros energijos sąnaudų mažinimo problemas. Į šį principą buvo atsižvelgta pernai paskelbtoje jungtinėje JAV ir Kanados ataskaitoje apie rūgštų lietų. Remdamasis ataskaitoje pateiktais pasiūlymais, JAV Kongresas šiuo metu svarsto galimybę sukurti bendrą nacionalinę iniciatyvą, skirtą pademonstruoti ir taikyti „švarius“ anglies deginimo procesus. Šia iniciatyva, kuri sujungs privatų kapitalą su federalinėmis investicijomis, siekiama 1990-aisiais komercializuoti naujus anglies deginimo procesus, įskaitant verdančio sluoksnio katilus ir dujų generatorius. Tačiau net ir artimiausiu metu plačiai naudojant naujus anglies deginimo procesus, augantis elektros energijos poreikis negali būti patenkintas be daugybės suderintų priemonių, skirtų taupyti elektros energiją, reguliuoti jos suvartojimą ir padidinti esamų šiluminių elektrinių našumą. tradiciniais principais. Nuolat darbotvarkėje yra ekonominiai ir aplinkos problemos gali sukelti visiškai naujų technologijų raida iš esmės skiriasi nuo čia aprašytų. Ateityje anglimi kūrenamos šiluminės elektrinės gali virsti integruotomis gamtos išteklių perdirbimo įmonėmis. Tokios įmonės, atsižvelgdamos į vietos ūkio poreikius, perdirbs vietinį kurą ir kitus gamtos išteklius bei gamins elektros energiją, šilumą ir įvairius produktus. Be verdančio sluoksnio katilų ir anglies dujinimo įrenginių, tokiose gamyklose bus įrengtos elektroninės sistemos technine diagnostika ir automatizuotos valdymo sistemos, be to, pravartu panaudoti daugumą šalutinių anglies deginimo produktų.
Taigi galimybės gerinti anglimi gaminamos elektros energijos ekonominius ir aplinkos veiksnius yra labai plačios. Tačiau šių galimybių savalaikis panaudojimas priklauso nuo to, ar valdžia gali vykdyti subalansuotą energijos gamybos ir aplinkosaugos politiką, kuri sukurtų reikiamas paskatas elektros pramonei. Reikia pasirūpinti, kad nauji anglies deginimo procesai būtų plėtojami ir įgyvendinami racionaliai, bendradarbiaujant su energetikos įmonėmis, o ne taip, kaip buvo įdiegus skruberinį dujų valymą. Visa tai galima pasiekti iki minimumo sumažinus išlaidas ir riziką per gerai apgalvotą mažų bandomųjų eksperimentinių įrenginių projektavimą, testavimą ir tobulinimą, o po to plačiai pramoniniu būdu įdiegiant sukurtas sistemas.
