Combustibil, apă rece și aer - asta consumă o centrală termică. Cenușa, apa caldă, fumul și electricitatea sunt ceea ce produce.
Centralele termice funcționează cu diferite tipuri de combustibil.
Pe banda din mijloc Uniunea Sovietică multe centrale electrice funcționează cu combustibil local - turbă. Se arde în cuptoarele cazanelor de abur sub formă de bulgări pe grătare mobile sau sub formă de așchii de turbă - turbă măcinată - în cuptoare de mină-moara sau cuptoare ale Ing. Şerşnev.
Măcinarea turbei se obține prin îndepărtarea așchiilor mici, a firimiturii din masa de turbă cu tamburi dintate - tăietori. Apoi această firimitură este uscată.
Arde turba măcinată în formă pură pentru mult timp a rămas o problemă nerezolvată până când, în URSS-ul nostru, inginerul Shershnev a proiectat un cuptor în care turba măcinată este arsă în suspensie. Turba de măcinat este suflată cu aer în cuptor. Particulele mari nearse cad, dar sunt din nou preluate de un curent puternic de aer și, astfel, rămân în spațiul cuptorului în suspensie până la arderea completă.
În 1931, prima centrală electrică din lume a fost pusă în funcțiune în URSS, ardând turbă măcinată în cuptoare similare. Aceasta este centrala regională din Bryansk.
Mai târziu, cuptoarele cu moara cu arbore au fost proiectate pentru arderea turbei măcinate. În morile cu arbore, turba măcinată este uscată, zdrobită, amestecată cu aer și, deja sub formă de particule uscate foarte fine, intră în cuptor, unde arde.
În regiunile petroliere ale URSS există și centrale electrice care funcționează cu combustibil lichid - păcură (rafinarea uleiului uzat). Centralele electrice situate în apropierea uzinelor metalurgice consumă drept combustibil gazul de furnal și gazul din cuptoarele de cocs. Odată cu descoperirea zăcămintelor de gaze naturale, unele centrale electrice au început să folosească acest gaz în cuptoarele cazanelor lor.
Dar niciunul dintre acești combustibili nu este la fel de comun ca cărbunele. Majoritatea centralelor termice din URSS consumă diferite grade de cărbune drept combustibil.
Centralele moderne sunt foarte nepretențioase la calitatea cărbunelui. Pot folosi cărbuni multi-cenusa și Blage, care nu sunt potriviti pentru arderea în cuptoarele navelor cu aburi și locomotivelor cu abur, în furnalele înalte și cuptoarele cu vatră deschisă.
Anterior, cărbunele era ars în centralele electrice în cuptoarele cazanelor cu abur pe grătare - la fel ca și în cuptoarele pentru turbă de gazon și pentru lemn de foc. Practica a arătat că este mult mai profitabil să arzi cărbunele sub formă de pulbere fină - praf de cărbune. Pentru a-l obține, cărbunele este măcinat în mori. În aceleași mori se usucă. Majoritatea centralelor termice moderne funcționează cu praf de cărbune.
O centrală termică necesită o cantitate foarte mare de apă. Trebuie să alimentăm cazanele cu abur. Dar cea mai mare parte a apei merge pentru a răci aburul de evacuare, pentru a-l condensa.
Centralele termice mari moderne sunt construite în mare parte pe malurile unui râu, lac sau iaz special creat. Dar nu întotdeauna în locul în care se construiește centrala, există o cantitate suficientă de apă. În acest caz, se mulțumesc cu un mic rezervor, unde apa este „răcită artificial cu ajutorul bazinelor de pulverizare sau turnurilor de răcire.
Smochin. 4-4. Distribuția pierderilor și a energiei utile într-o centrală electrică cu turbină cu abur.
Numerele de la 7 la 6 indică pierderile: 1 - pierderi în cazan (lasate în aerul ambiant și pentru încălzirea cazanului); 2-pierderi cu gazele de ieșire ^- pierderi în conducte de abur; 4 - pierderi în turbină și pentru încălzirea sălii motoarelor; 5 - pierderi în generator; 6 - pierderi cu apa de racire.
Într-o centrală electrică în condensare, pierderile interne și de apă de răcire sunt de 77%. La centrala termică combinată, o parte din căldura conținută în aburul selectiv și rezidual al turbinelor este utilizată în întreprinderile industriale 7 iar pentru nevoile casnice 8. Pierderile totale sunt de 65%.
Apa caldă este furnizată piscinelor de pulverizare sub presiune. Un sistem de conducte distribuie această apă între o multitudine de duze. Apa iese din ele fântâni mici, este pulverizat în mici pulverizări, răcit de aerul din jur și, deja răcit, cade în piscină.
Turnurile de răcire sunt înalte, goale în interiorul turnului. Grilele sunt situate în partea lor inferioară de-a lungul circumferinței. Pe grătare se toarnă apă caldă într-o ploaie fină. Aerul trece prin această ploaie artificială, este încălzit de căldura apei și, împreună cu vaporii de apă, intră în partea centrală a turnului de răcire. Această țeavă uriașă creează forță. Aer cald urcă și iese. Deasupra turnurilor de răcire există întotdeauna nori uriași de abur.
Centralele combinate de căldură și electricitate - abreviat CHP - sunt numite centrale electrice, care, pe lângă energie electrică, oferă consumatorilor și căldură sub formă de abur pentru nevoile tehnologice ale fabricilor și fabricilor și sub formă apa fierbinte, mergând la încălzirea locuințelor și nevoilor casnice ale populației.
Centralele combinate de căldură și electricitate sunt mult mai economice decât centralele simple sau, așa cum se numesc, centralele electrice în condensare. În acesta din urmă, mai mult de jumătate din căldura generată în timpul arderii combustibilului este dusă cu apa de răcire. La centralele termice și electrice combinate, aceste pierderi sunt mult mai mici, deoarece o parte din aburul evacuat în turbine merge direct către consumatori și pentru încălzirea apei pentru încălzire și alimentarea cu apă caldă a zonei înconjurătoare.
Deci, cea mai comună în URSS este o centrală termică care funcționează pe cărbune ars în cuptoarele cazanelor cu abur în stare pulverizată. Vom vizita o astfel de centrală electrică.
Alimentare cu combustibil
Pentru a genera 1 kWh de energie electrică la o centrală modernă, sunt cheltuite doar câteva sute de grame de cărbune, dar chiar și o centrală „medie” consumă câteva mii de tone de cărbune pe zi.
Aici porțile centralei s-au deschis și, zgâiind de tampoane, următorul tren de grele intră încet. 4-5. procesul tehnologic al unei centrale termice (alimentare cu combustibil si camera cazanelor). Cărbunele bulgăre alimentat în vagoanele cu autodescărcare în buncărele magaziei de descărcare 1 prin sistemul de transportoare 2 intră în buncărele 3 ale turnului de concasare și prin separatorul magnetic 4 și grătarul 5 în concasorul 6, unde este zdrobit la bucăți de mărimea 10-13 ΛίΛί. După concasor, cărbunele fin este alimentat prin transportorul 2 către transportoarele galeriei de buncăr 7 și prin acestea către rezervoarele de cărbune brut ale cazanelor 8.
Din rezervoarele de cărbune brut, prin intermediul unui alimentator cu bandă 9, combinat cu cântare cu bandă, cărbunele intră în moara cu bile 10, unde este măcinat și uscat cu gazele de ardere furnizate morii printr-o conductă de gaz 11. Un amestec de cărbune praful și gazele sunt aspirate din moară de către un ventilator al morii (aspirator) 12, trec prin separatorul morii 13, unde particulele mari de praf sunt separate și returnate prin conducta de praf 14 înapoi la moară. Praful fin cu gaze intră în ciclonul pi stânga 15, unde praful este separat de gaze și turnat în buncărul de praf 16. Din ciclonul de praf 15, gazele sunt aspirate prin conducta de gaz 17 și prin arzător 19.
Ele sunt suflate în cuptorul cazanului 20.
În același flux de gaze prin alimentatoarele de praf 18, se adaugă cantitatea de praf necesară pentru o sarcină dată a cazanului. Ventilatorul 21 preia aerul încălzit din partea superioară a cazanului, îl conduce prin încălzitorul de aer 22, unde aerul este adus la o temperatură de 300 - ^ 50 ° și îl livrează în cantitatea necesară pentru arderea completă. a prafului prin conductele de aer 23 către arzătoarele 19. Părcile de foc, care părăsesc arzătoarele, au o temperatură de aproximativ 1.500 ° Gazele de ardere incandescente formate în timpul arderii prafului degajă o parte din căldura lor prin radiație către conductele de ecran 24, sunt aspirate din cuptor de un extractor de fum 29 și sunt aruncate în coșul de fum 31 de-a lungul porcului 30.
Pe drumul de la cuptor, gazele sunt spălate de conductele cazanului 25, supraîncălzitorul 26, încălzitorul de apă - economizorul de apă 27 și încălzitorul de aer 22. Temperatura gazului scade sub 200 °. În precipitatoarele electrostatice 28, gazele de evacuare sunt curățate de cenușă, care este turnată împreună cu zgura din cuptor în canalele de îndepărtare hidraulică a cenușii 12, din care este îndepărtată de un curent puternic de apă.
Apa intră în cazan din camera mașinilor prin conducta de alimentare cu apă 33, trece prin economizorul de apă 27, unde este încălzită până la aproximativ punctul de fierbere pentru o anumită presiune, este introdusă în tamburul cazanului 34 și de acolo umple întreaga conductă. sistem. Aburul rezultat este evacuat din partea superioară a balabanului cazanului prin conductele de abur 35 către supraîncălzitorul 26. Aburul supraîncălzit prin supapa principală de abur 37 prin conducta de abur supraîncălzită 36 merge în camera mașinilor către turbine.
gondole cu autodescărcare cu patru osii. Toată lumea este capabilă! conțin până la 60 de tone de cărbune.
Compoziția este alimentată la cântarul vagonului, unde se cântărește fiecare gondolă. Cântărirea combustibilului este necesară pentru a ține evidența exactă a performanței tehnico-economice a centralei electrice și a decontărilor de numerar cu minele de cale ferată și furnizori.
După cântărire, o parte din vagoane merge la depozitul de cărbune, unde este descărcată pentru a crea rezerve de cărbune. Este necesar un depozit in cazul unor eventuale intreruperi in transport.
Depozitele de cărbune ale centralei electrice sunt echipate cu mecanisme puternice de încărcare și descărcare - macarale portal, macarale pe cablu, macarale cu abur sau electrice autopropulsate. Timpul de nefuncţionare al vagoanelor pentru încărcare şi descărcare este minimizat.
În funcție de condițiile de alimentare cu combustibil, în depozit este stocat suficient cărbune, ceea ce este suficient pentru a asigura funcționarea stației la sarcină maximă timp de câteva zile sau chiar săptămâni.
Cealaltă parte a vagoanelor, rămasă la cântarul vagoanelor, este preluată de locomotiva cu abur din stație I 1 și alimentată către clădirea lungă - magazia de descărcare. Usile mari duble ale magaziei de descarcare se deschid, se aprind semnale de avertizare, suna soneria si intregul tren, impreuna cu locomotiva, intra inauntru - pentru descarcare.
Muncitorii rotesc pârghiile de blocare, deschid panourile laterale inferioare ale gondolelor și un flux negru de cărbune se revarsă în gropi mari, cu nisip de fier, cu celule mari, situate pe ambele părți ale căii ferate. Acestea sunt buncăre de descărcare. Lămpile electrice puternice de sub tavan par slabe din cauza norilor de praf care se ridică. Cărbunele a fost servit uscat, pentru că sunt atât de multe. 4-6. proces tehnologic (continuare din Fig. 4-5). centrala termica (sala masinii si partea electrica).
Aburul supraîncălzit de la cazane prin conducta de abur 1 intră în turbina cu abur 2, unde energia termică a aburului este transformată în energie mecanică. Rotorul turbinei rotește rotorul generatorului conectat la acesta L. Aburul care a fost evacuat în turbină intră în 4, unde se lichefiază - se condensează, cedând căldura apei în circulație. Aburul transformat în apă - condens - este pompat de pompa de condens b și trimis către rezervoarele de stocare 7 și dezaeratorul b, în care oxigenul este îndepărtat din apa încălzită. In '4, dezaeratorul, pe langa condens, este alimentat cu adaos de apa prin conducta 12 de la tratarea chimica a apei pentru a compensa pierderile de condens, aici pompa de transfer 9 furnizeaza scurgere din rezervoarele de colectare de scurgere 10. In functie de consumul de apa al camera cazanelor, condensul fie se acumulează în rezervorul de stocare, fie este consumat din acesta către dezaerator. Eliberarea apei din oxigenul dizolvat în ea are loc la trecerea capului dezaeratorului 11.
Pompa de alimentare /5 preia apa din dezaerator și o antrenează sub presiune prin încălzitorul 14, unde apa este încălzită de aburul selectiv al turbinei și trece prin conducta de alimentare cu apă sub presiune 15 către camera cazanului către cazane. Aburul selectiv de la turbină, pe lângă încălzitor, este, de asemenea, furnizat către capul deaeratorului.
O pompă de circulație puternică 16 pompează apă rece prin conductele de alamă 5 ale condensatorului ( apa circulanta). Aburul de evacuare al turbinei spală aceste conducte, își degajă căldura apei care circulă și condensează. Apa caldă care circulă prin conducta 17 intră în ieșirea 18 a turnului de răcire, curge de acolo de-a lungul grătarului 19 sub formă de ploaie fină și, întâlnindu-se cu fluxul de aer care merge spre turnul 20 al turnului de răcire, este răcită și din bazinul de recepție 2/, deja răcit, revine la pompa de circulație de aspirație 16.
De la statorul generatorului, electricitatea generată este transferată prin cablul 22 prin separatoarele generatorului 23 și întrerupătorul de circuit de ulei 24 către barele colectoare ale tabloului de distribuție 27. Din barele colectoare, o parte din energie electrică prin transformatoare auxiliare coborâtoare este utilizată pentru alimentarea electrică. motoare de consum propriu si sa lumineze statia. Partea principală a energiei electrice prin transformatoarele de creștere 26 și întrerupătoarele de ulei 27 trece prin linia de înaltă tensiune 28 la tensiunea înaltă comună.
reteaua sistemului de alimentare.
praf. Dar se întâmplă și altfel. În toamnă și timp de iarna Când sunt ploi abundente și ninsori, conținutul de umiditate al cărbunelui crește enorm. Cărbunele îngheață și trebuie scos din gondole cu rangele.
De la buncărele de descărcare, cărbune printr-un sistem de transport cu centură; un șanț, mai întâi subteran, apoi urcând în sus de-a lungul galeriilor înclinate, intră în turnul de zdrobire. Aici, concasoarele cu ciocan îl macină în bucăți de 10-13 mm. De aici, cărbunele merge la coșurile de cărbune brut ale cazanelor de abur. Acest lucru completează economia atelierului de alimentare cu combustibil.
fabrica de aburi
Când stai jos în camera cazanelor, în pasajul dintre cazane, parcă te afli pe o stradă îngustă între case înalte. Doar acasă aspect neobișnuit, învelită cu tablă de oțel vopsită în negru și înconjurată de alei și scări cu zăbrele din oțel ușor. Cazanele moderne ating înălțimea unei clădiri cu cinci etaje.
Pe toate părțile, centrala este placată netedă. Numai în vârf se poate vedea o cupolă argintie, ca și cum un dirijabil ar fi fost construit în cazan. Acesta este tamburul cazanului. Cupola tamburului de oțel este acoperită cu un strat de izolație termică și vopsită cu bronz aluminiu. Există o trapă în dom, astfel încât să puteți urca în interiorul tamburului în timpul instalării și reparațiilor.
În mai multe locuri de pe carcasa cazanului, sunt aranjate mici peepers. Să deschidem una dintre ele. Fața este imediat stropită cu căldură, o lumină insuportabil de strălucitoare lovește ochii. Peepers intră în cuptorul cazanului, unde este ars combustibilul. Vis-a-vis de unul dintre arzătoarele deschise este un tub negru cu o lentilă de sticlă la capăt, ca o jumătate de pereche de binoclu. Acesta este un pirometru optic care măsoară temperatura din cuptor. Un tub sensibil este plasat în interiorul tubului pirometru. Firele de la acesta merg la un galvanometru montat pe scutul termic de control al cazanului. Scara galvanometrului este gradată în grade.
Temperatura din interiorul cuptorului cazanului este mai mare de o mie și jumătate de grade, iar căptușeala pereților săi este doar caldă. Flacăra din cuptor este înconjurată pe toate părțile de o serie de țevi umplute cu apă și conectate la tamburul cazanului. Aceste conducte - un ecran de apă, așa cum sunt numite - percep energia radiantă a gazelor fierbinți ale cuptorului. În spatele țevilor ecranului este zidărie din caramida refractara. În spatele stratului de cărămizi refractare este așezat un strat de cărămizi izolante de diatomite cu conductivitate termică foarte scăzută. Și în spatele acestei cărămizi, direct sub panourile de înveliș de oțel, este așezat un alt strat de vată de sticlă sau azbest. Conductele care ies din centrala sunt acoperite cu un strat gros de termoizolatie. Toate aceste măsuri reduc semnificativ pierderile de căldură în mediu.
În interiorul cuptorului
In apropiere centrala a fost oprita pentru reparatii. Printr-o deschidere din peretele acestuia, puteți intra în interiorul focarului către o platformă temporară din lemn realizată pe durata reparației. Ce gri este totul înăuntru!
Toți cei patru pereți ai focarului sunt acoperiți cu țevi de ecran de apă. Țevile sunt acoperite cu un strat de cenușă și zgură. În unele locuri, pe pereții laterali ai cuptorului, țevile sunt separate și sunt vizibile găuri negre deschise - arzătoare prin care praful de cărbune este suflat în cuptor:
În partea de jos, pereții cuptorului se îngustează sub forma unei piramide inversate, transformându-se într-un ax îngust. Acestea sunt un buncăr de zgură și o mină de zgură. Aici cade zgura formată în timpul arderii prafului de cărbune. Din minele de zgură, zgura și cenușa sunt spălate cu un jet puternic de apă în canalele de îndepărtare hidraulică a cenușii sau turnate în cărucioare și duse la haldele de cenușă.
Când stați în partea de jos a cuptorului, iluminarea slabă la început ascunde înălțimea spațiului cuptorului. Dar această înălțime devine palpabilă dacă aruncați o privire la una dintre țevile ecranului de apă de jos în sus.
Mai jos, la nivelul platformei, țevile par groase ca un braț, iar golurile dintre ele se disting clar. În vârf, cele aspre sunt îndoite, formând o boltă plată. Și acolo sus, aceste țevi par niște paie așezate în rânduri egale. Trebuie să înclini capul pentru a privi bolta focarului. Involuntar, gura se deschide și cenușa se revarsă în ea de sus.
În timpul funcționării cazanului, toate conductele sale de apă sunt acoperite continuu cu un strat de funingine, un strat de cenușă și funingine. Acest lucru afectează transferul de căldură de la gazele fierbinți la apa din conducte. În timpul reparației cazanului, toate conductele de apă ale acestuia sunt curățate temeinic.
Proiectanții cazanelor de abur aleg ca viteza gazelor fierbinți prin fasciculele de tuburi să fie suficient de mare pentru a reduce depunerea de particule solide pe acestea. Altfel, s-ar fi format creșteri, asemănătoare cu stalactitele și stalagmitele din peșteri.
În plus, în timpul funcționării cazanului, este necesar din când în când să-i suflați conductele cu un jet puternic de aer comprimat sau abur.
Volumul cuptorului cazanului este mai mare de o mie de metri cubi. Este groaznic să ne gândim ce se întâmplă în acest spațiu vast în timpul funcționării cazanului, când totul este plin de flăcări furioase și vârtejuri de gaze fierbinți.
Ce este o centrală electrică pe cărbune? Aceasta este o astfel de întreprindere pentru producția de energie electrică, unde cărbunele (piatră, maro) este primul în lanțul de conversie a energiei.
Să ne amintim lanțul de conversie a energiei la centralele care funcționează pe ciclu.
Primul din lanț este combustibilul, în cazul nostru cărbunele. Are energie chimică, care, atunci când este arsă într-un cazan, este transformată în energie termică a aburului. Energia termică poate fi numită și energie potențială. Mai mult, energia potențială a aburului de la duze este convertită în energie cinetică. Numim viteza energiei cinetice. Această energie cinetică la ieșirea duzelor turbinei împinge paletele rotorului și rotește arborele turbinei. Aici se obține energia mecanică de rotație. Axul turbinei noastre este cuplat rigid la arborele unui generator electric. Deja în generatorul electric, energia mecanică de rotație este transformată în energie electrică - electricitate.
O centrală pe cărbune are atât avantaje, cât și dezavantaje în comparație, de exemplu, cu o centrală pe gaz (nu vom lua în considerare CCGT-ul modern).
Avantajele centralelor pe cărbune:
— cost redus al combustibilului;
— independență relativă față de aprovizionarea cu combustibil (există un depozit mare de cărbune);
- si totul.
Dezavantajele centralelor pe cărbune:
- manevrabilitate scazuta - datorita unei restrictii suplimentare la iesirea de zgura din, daca este cu indepartarea cenusii lichide;
- emisii mari comparativ cu gazele;
- randament scazut pentru furnizarea energiei electrice - aici se adauga pierderi in cazan si o crestere a necesarului electric propriu datorita sistemului de pulverizare a carbunelui;
- mai mult decat la benzinarii, costul se datoreaza faptului ca se adauga uzura abraziva si un numar mai mare de instalatii auxiliare.
Din această mică comparație, se poate observa că centralele pe cărbune sunt în pierdere în fața celor pe gaz. Dar totuși lumea nu refuză construcția lor. Acest lucru se datorează în primul rând din punct de vedere economic.
Luați, de exemplu, țara noastră. Avem câteva locuri pe hartă în care mine cantitati mari ah cărbune. Cel mai faimos este Kuzbass (bazinul cărbunelui Kuznetsk), cunoscut și sub numele de regiunea Kemerovo. Există destul de multe centrale electrice, cele mai mari - și pe lângă ele mai sunt câteva mai mici. Toate funcționează pe cărbune, cu excepția câtorva unități de putere, unde gazul poate fi folosit ca combustibil de rezervă. În regiunea Kemerovo, un număr atât de mare centrale electrice pe cărbune datorită, desigur, faptului că cărbunele este extras „la îndemână”. Nu există practic nicio componentă de transport în prețul cărbunelui pentru centralele electrice. În plus, unii proprietari de TPP sunt și proprietari ai întreprinderilor de cărbune. Pare clar de ce nu se construiesc benzinării acolo.
În plus, rezervele explorate de cărbune sunt incomparabil mai mari decât rezervele explorate de gaze naturale. Acest lucru se aplică securității energetice a țării.
LA țările dezvoltate a pasit mai departe. Așa-numitul gaz sintetic, un analog artificial al gazului natural, este fabricat din cărbune. Unii s-au adaptat deja la acest gaz, care poate funcționa ca parte a unui CCGT. Și aici există deja factori de eficiență complet diferiți (mai mari) și emisii nocive (mai mici), în comparație cu stațiile pe cărbune și chiar cu cele vechi pe gaz.
Deci putem concluziona: omenirea va folosi întotdeauna cărbunele ca combustibil pentru producerea de energie electrică.
Capacitatea globală de generare pe cărbune s-a dublat la 2.000 GW din 2000, datorită creșterii explozive a proiectelor de investiții din China și India. Alți 200 GW sunt în construcție și 450 GW sunt planificați în întreaga lume. În ultimele decenii, centralele pe cărbune au generat 40-41% din energia electrică a lumii - cea mai mare pondere în comparație cu alte tipuri de generare. Totodată, vârful producției de energie electrică din cărbune a fost atins în 2014, iar acum a început al nouălea val de reducere a sarcinii de funcționare a centralelor termice și închiderea acestora. Mai multe despre asta în Carbon Brief.
Capacitatea globală de generare pe cărbune s-a dublat la 2.000 GW din 2000, datorită creșterii explozive a proiectelor de investiții din China și India. Alți 200 GW sunt în construcție și 450 GW sunt planificați în întreaga lume. Există 77 de țări în clubul generatorilor de cărbune, alte 13 țări intenționează să i se alăture până în 2030.
În ultimele decenii, centralele pe cărbune au generat 40-41% din energia electrică a lumii - cea mai mare pondere în comparație cu alte tipuri de generare.
Totodată, vârful producției de energie electrică din cărbune a fost atins în 2014, iar acum a început al nouălea val de reducere a sarcinii de funcționare a centralelor termice și închiderea acestora. De-a lungul anilor, 200 GW au fost opriți în UE și SUA, alți 170 GW urmând să fie opriți până în 2030. Începând cu 9 aprilie 2018, 27 de țări s-au alăturat Alianței pentru eliminarea treptată a cărbunelui, dintre care 13 țări. au centrale electrice în funcțiune.
Rețineți că din 2010 până în 2017, doar 34% din capacitatea de cărbune planificată a fost construită sau adusă în stare de construcție (873 GW), în timp ce 1.700 GW au fost anulate sau amânate, potrivit CoalSwarm. De exemplu, o licitație pentru construirea unuia noua statie poate atrage mai multe aplicații, fiecare dintre ele va fi numărată în „capacitatea planificată”.
Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), toate centralele pe cărbune brut trebuie să se închidă în câteva decenii dacă încălzirea se dorește a fi limitată la mai puțin de 2°C peste temperaturile preindustriale. Pentru a face lumină asupra acestei povești, Carbon Brief a cartografiat trecutul, prezentul și viitorul tuturor centralelor electrice pe cărbune din întreaga lume, începând cu februarie 2018. (https://www.carbonbrief.org/mapped-worlds-coal-power-plants), care arată toate centralele termice pe cărbune de peste 30 MW fiecare care funcționează în perioada 2000-2017, precum și amplasarea celor planificate. Harta include aproximativ 10.000 de centrale pe cărbune închise, în exploatare și planificate, cu o capacitate totală de 4.567 GW, dintre care 1.996 GW funcționează astăzi, 210 GW sunt în construcție, 443 GW sunt planificați, 2.387 GW sunt retrageți și 1.681 GW au fost propuși să fie construită, dar apoi anulată din 2010 în 95 de țări ale lumii. Există, de asemenea, aproximativ 27 GW de centrale termice mici pe cărbune în lume - până la 30 MW fiecare.
Creșterea capacității de cărbune
Generarea pe bază de cărbune este, mai presus de toate, promisiunea energiei electrice ieftine pentru a stimula creșterea economică. Capacitatea globală de generare pe cărbune a crescut anual între 2000 și 2017, aproape dublându-se de la 1,063 GW la 1,995 GW. Cărbunele produce 40-41% din electricitatea mondială, cea mai mare pondere din ultimele decenii. Astăzi, 77 de țări din întreaga lume folosesc energie pe bază de cărbune, în creștere de la 65 în 2000. Alte 13 plănuiesc să se alăture clubului energetic al cărbunelui.
Emisiile de CO2 de la instalațiile existente sunt suficiente pentru a perturba bugetul de carbon cu 1,5 sau 2 grade Celsius. Potrivit studiului, aceste restricții ar însemna că nu există noi centrale electrice pe cărbune și o închidere anticipată a 20% din flota de producție pe cărbune. Potrivit AIE, toate centralele electrice pe cărbune brut vor trebui să se închidă până în 2040 dacă lumea dorește să rămână „cu mult sub” creșterea de 2 grade Celsius. Acest lucru ar însemna oprirea a 100 GW de capacitate de cărbune în fiecare an timp de 20 de ani, sau aproximativ un bloc de cărbune în fiecare zi până în 2040.
Cu toate acestea, titlurile și previziunile energetice sugerează că creșterea cărbunelui nu se va opri. Aceste perspective sumbre pentru o înrăutățire a climei sunt temperate de semnele unei schimbări rapide de energie. Conducta de blocuri de cărbune în construcție sau planificată s-a înjumătățit din 2015. Rata de oprire a centralelor termice se accelerează, atingând un nivel combinat de 197 GW între 2010 și 2017.
Încetinirea cărbunelui
AIE crede că investiție de vârf la energia globală a cărbunelui a trecut deja și industria a intrat într-o fază de „încetinire dramatică”. Raportul AIE afirmă că China, care oferă cel mai cresterea actuala, nu mai are nevoie de noi centrale termice.
Eșecul investițiilor înseamnă că creșterea capacității de cărbune încetinește. Și dacă în 2011 au fost introduși în lume 82 GW, atunci în 2017 - doar 34 GW.
Numărul de noi stații în construcție scade mai rapid în fiecare an, cu 73% în scădere față de 2015, potrivit celui mai recent raport anual al CoalSwarm, Greenpeace și Sierra Club. China închide multe sute de fabrici mai mici, mai vechi și mai puțin eficiente, înlocuindu-le cu altele mai mari și mai eficiente. Toate acestea înseamnă că putere globală generare de cărbune poate atinge vârful încă din 2022, conform Raportului AIE privind starea industriei.
Emisii de CO2 maxime
Datele AIE arată asta Emisii de CO2 din energia cărbunelui, poate deja a atins apogeul în 2014 ., în ciuda faptului că capacitatea de cărbune continuă să crească. Emisiile de CO2 de cărbune au scăzut cu 3,9% în perioada 2014-2016, producția de cărbune cu 4,3%.
Pe măsură ce capacitatea de cărbune continuă să crească, centralele electrice pe cărbune existente funcționează mai puține ore. În medie, centralele globale pe cărbune au funcționat aproximativ jumătate din timp în 2016, cu un factor de încărcare de 52,5%. O tendință similară se observă în SUA (52%), UE (46%), China (49%) și India (60%).
O serie de alți factori influențează, de asemenea, relația dintre centralele pe cărbune și emisiile de CO2. Acestea includ tipul de cărbune și tehnologiile de ardere utilizate de fiecare centrală. Centralele termice care ard lignit de calitate scăzută pot emite până la 1.200 de tone de CO2 per GWh de energie electrică generată. Cărbunele de înaltă calitate emite mai puține emisii.
Tehnologia de ardere este de asemenea importantă, de la instalațiile „subcritice” mai puțin eficiente la ultra-supercritic sisteme care cresc randamentul cazanului la presiuni mai mari. Cele mai vechi și mai puțin eficiente instalații subcritice funcționează cu o eficiență de 35%. Noile tehnologii ridică această cifră la 40%, și ultra-supercritic până la 45% (HELE).
Cu toate acestea, conform Asociației Mondiale a Cărbunelui, chiar și blocurile de cărbune HELE emit aproximativ 800 tCO2/GW. Aceasta este de aproximativ două ori mai mare decât emisiile centralelor electrice pe gaz și de aproximativ 50-100 de ori mai mare decât cea nucleară, eoliană și solară. AIE nu vede alte perspective pentru energia pe cărbune în scenariile pre-2C, deoarece emisiile reziduale sunt prea mari, chiar și în cazul captării și stocării carbonului.
A existat o ușoară creștere a producției de cărbune și a emisiilor de CO2 în 2017, determinată de producția mai mare din China, deși acestea rămân sub vârful din 2014.
Eroziunea economiei cărbunelui
Utilizarea scăzută a centralelor electrice (PLU) este „corozivă” pentru economia centralelor pe cărbune. În general, acestea sunt proiectate să funcționeze cel puțin 80% din timp, deoarece au costuri fixe relativ mari. Aceasta este și baza estimării costurilor pentru construcția unui nou bloc de cărbune, în timp ce o sarcină mai mică crește costul pe unitatea de energie electrică. Dinamica scăderii NFI este deosebit de toxică pentru operatorii de centrale electrice pe cărbune, care concurează cu scăderea rapidă a prețurilor la energie regenerabilă, gaze ieftine în SUA și creșterea prețurilor cărbunelui în UE. Restricțiile aprovizionării cu cărbune cresc prețurile cărbunelui, subminând și mai mult orice avantaj persistent față de alternative.
Noile reglementări de mediu cresc costurile centralelor pe cărbune în multe jurisdicții, din UE până în India și Indonezia. Proprietarii de centrale de cărbune ar trebui să investească în facilitati de tratament pentru a îndeplini standarde de mediu mai înalte sau pentru a închide cu totul centralele lor termice murdare. Această combinație de factori înseamnă că majoritatea stațiilor din „flota” de cărbune existentă din UE și chiar din India se confruntă cu probleme economice serioase, potrivit grupului de cercetare financiar Carbon Tracker. S-a descoperit că până în 2030, de exemplu, aproape toate centralele electrice pe cărbune din UE vor fi neprofitabile. Fondatorul Bloomberg New Energy Finance, Michael Liebreich, spune că cărbunele se confruntă cu două „puncte critice”. Primul este atunci când noua energie regenerabilă devine mai ieftină decât noile centrale termice pe cărbune, ceea ce sa întâmplat deja în mai multe regiuni. Al doilea este atunci când noile surse de energie regenerabilă sunt mai ieftine decât centralele existente pe cărbune.
Rețineți că centralele termice pe cărbune pot continua să funcționeze în condiții nefavorabile conditii economice, de exemplu, cu o suprataxă de putere. Această practică a fost introdusă de un număr de țări UE în 2018.
În 2018, China, Vietnam și Thailanda au eliminat complet suprataxa pentru generarea solară. Filipine și Indonezia au redus-o semnificativ. Și în India, generarea solară este deja mai ieftină decât cărbunele. Adică, în condiții de concurență reală, generarea pe cărbune în țări sud-estic Asia pierde deja RES și se va dezvolta mai lent decât era planificat.
Țări și regiuni cheie
77 de țări folosesc cărbune pentru a genera electricitate, în creștere față de 65 de țări în 2000. De atunci, 13 țări și-au construit capacitatea de cărbune și doar o țară, Belgia, a închis-o. Alte 13 țări, reprezentând 3% din capacitatea actuală, s-au angajat să elimine treptat cărbunele până în 2030, ca parte a Alianței pentru părăsirea cărbunelui, condusă de Regatul Unit și Canada. Între timp, 13 țări încă speră să se alăture clubului energetic al cărbunelui.
Top 10 țările lumii, prezentate în partea stângă a tabelului de mai jos, reprezintă 86% din numărul total de centrale electrice pe cărbune care funcționează. În partea dreaptă a mesei - Top 10 țările care intenționează să construiască 64% din capacitatea mondială de ardere pe cărbune.
Țara/MW în exploatare/cota în lume Țara/MW în construcție/cota
China 935.472 47% China 210.903 32%
SUA 278.823 14% India 131.359 20%
India 214.910 11% Vietnam 46.425 7%
Germania 50.400 3% Turcia 42.890 7%
Rusia 48.690 2% Indonezia 34.405 5%
Japonia 44.578 2% Bangladesh 21.998 3%
Africa de Sud 41.307 2% Japonia 18.575 3%
Coreea de Sud 37.973 2% Egipt 14.640 2%
Polonia 29.401 1% Pakistan 12.385 2%
Indonezia 28.584 1% Filipine 12.141 2%
China are cea mai mare flotă de producție de cărbune în funcțiune și găzduiește cel mai puternic transportor de 97 GW din lume aflat în construcție pe o rază de 250 km de-a lungul Deltei râului Yangtze din jurul Shanghai. Aceasta este mai mult decât orice țară, cu excepția Indiei și a SUA, există deja. Rusia are a cincea cea mai mare flotă de cărbune din lume, ceea ce reprezintă doar 2% din capacitatea de generare a lumii.
China
În ultimii 20 de ani, cele mai semnificative schimbări au avut loc în China. Flota sa pe cărbune a crescut de cinci ori între 2000 și 2017. și a atins 935 GW sau aproape jumătate din capacitatea mondială.
China este, de asemenea, cel mai mare emițător de CO2 din lume și folosește jumătate din cărbunele din lume, așa că calea sa viitoare este disproporționat de importantă pentru eforturile globale de combatere a schimbărilor climatice.
Activitatea industrială și utilizarea cărbunelui au fost stimulate până la numirea președintelui Xi ca „lider pe viață”. O astfel de politică energetică ar putea împinge creșterea emisiilor de CO2 la cel mai rapid ritm de mulți ani.
Cu toate acestea, unii analiști spun că utilizarea cărbunelui din China s-ar putea înjumătăți până în 2030. Guvernul adoptă o schemă națională de comercializare a cotelor de emisii și închide și limitează producția de energie electrică pe bază de cărbune ca răspuns la poluarea aerului și preocupările climatice. Aceasta înseamnă că conducta centralelor termice pe cărbune aflate în construcție sau planificate în 2017 a fost redusă cu 70% față de 2016, potrivit CoalSwarm.
De asemenea, înseamnă că proiectele planificate sunt puțin probabil să primească permisele necesare pentru a le construi, spune Lauri Millivirta, analist energetic în Asia de Est la Greenpeace. „Multe dintre proiectele planificate în China și India sunt de fapt moarte. În India, sunt nelichide din punct de vedere comercial, nimeni înțelept nu le va construi... în China nu are sens, pentru că există deja prea multă capacitate, un surplus.” Potrivit US Energy Information Administration (EIA), capacitatea și producția de cărbune din China au atins mai mult sau mai puțin apogeul.
India
A doua cea mai mare creștere a capacității din 2000 a avut loc în India, unde flota electrică pe cărbune s-a triplat la 215 GW. Recent, starea producției de cărbune din India s-a deteriorat brusc. AIE își reduce prognoza privind cererea de cărbune din India din cauza încetinirea creșterii cererii de energie electrică și a surselor de energie regenerabilă mai ieftine. Unele centrale de 10 GW sunt considerate „neviabile”, altele 30 GW sunt sub „stres”, potrivit ministrului energetic al Indiei într-un interviu acordat Bloomberg în mai 2018. Acest lucru se datorează faptului că „revoluția energiei regenerabile a Indiei împinge cărbunele de pe o stâncă a datoriilor. ”, scrie Matthew Gray este analist la Carbon Tracker.
Cel mai recent plan național de energie electrică al Indiei vizează retragerea a 48 GW de centrale electrice pe cărbune, parțial din cauza noi standarde de mediu. De asemenea, prevede punerea în funcțiune a 94 GW de noi capacități, dar această cifră este considerată nerealistă de analiștii cheie mondiali. Țara are 44 GW de proiecte planificate, dintre care 17 GW au fost suspendate de ani de zile. " În India, sursele regenerabile pot furniza deja energie la un cost mai mic decât noile și chiar majoritatea centralelor electrice pe cărbune existente. ”, spune Lauri Millivirta, analist energetic la Greenpeace din Asia de Est.
STATELE UNITE ALE AMERICII
Un val de dezafectare a vechilor capacități a redus producția de cărbune din SUA cu 61 GW în șase ani, iar alți 58 GW sunt planificate să fie închise, notează Coal Swarm. Acest lucru va reduce flota de cărbune din SUA cu două cincimi, de la 327 GW în 2000 la 220 GW sau mai puțin în viitor.
O modalitate de a salva industria este planurile declarate ale administrației Trump de a salva centralele pe cărbune care pierd bani din motive. securitate naționala Bloomberg le caracterizează drept „intervenție fără precedent pe piețele energetice din SUA” pentru a menține fiabilitatea sistemului cu suprataxe de capacitate.
Pe de altă parte, condițiile de piață favorizează în prezent centralele electrice pe gaz și sursele regenerabile. Nu există capacități noi de cărbune în SUA. Este de așteptat ca dezafectarea capacităților de cărbune în 2018 să se ridice la 18 GW. Anul trecut, consumul de cărbune în sectorul energetic din SUA a fost cel mai scăzut din 1982.
Uniunea Europeană
Având în vedere planurile UE de eliminare treptată a cărbunelui, flota de producție pe cărbune a uniunii ar trebui să fie redusă la 100 GW până în 2030, jumătate din capacitatea sa totală în 2000. Alături de Canada, țările UE conduc alianța de eliminare a cărbunelui. Regatul Unit, Franța, Italia, Țările de Jos, Portugalia, Austria, Irlanda, Danemarca, Suedia și Finlanda au anunțat eliminarea treptată a centralelor pe cărbune până în 2030. Capacitatea acestora este de 42 GW, inclusiv centrale termice nou construite.
În același timp, a patra și a noua cea mai mare flotă națională de generare de cărbune din lume este în statele membre UE, și anume 50 GW în Germania și 29 GW în Polonia. O comisie a UE care va stabili o dată limită pentru furnizarea de energie electrică pe bază de cărbune a Germaniei a început lucrările, deși operatorul de rețea al țării spune că doar jumătate din flota de cărbune poate fi închisă până în 2030 fără a compromite securitatea energetică. Polonia a promis pur și simplu că nu va construi noi centrale termice pe cărbune dincolo de ceea ce este deja în construcție.
Studiile AIE au arătat că toate centralele electrice pe cărbune din UE trebuie să se închidă până în 2030 pentru a îndeplini obiectivele Acordului de la Paris. Creșterea prețurilor CO2 este de așteptat să ducă la trecerea de la cărbune la gaz încă din acest an, cu condiția ca prețul să fie corect și gazul disponibil.
Alte țări cheie
Alte țări asiatice inclusiv Coreea de Sud, Japonia, Vietnam, Indonezia, Bangladesh, Pakistan și Filipine și-au dublat în mod colectiv flota de producție pe cărbune din 2000, ajungând la 185 GW în 2017. Împreună, aceste țări vor construi ei înșiși 50 GW de noi centrale termice, cu alte 128. GW a planificat prin finanțare și participare la construcția Chinei, Japoniei și Coreei de Sud.
În multe dintre aceste țări, există semne mixte de utilizare a cărbunelui. De exemplu, cea mai recentă schiță a Planului energetic național al Japoniei ia în considerare rolul semnificativ al cărbunelui în 2030, în timp ce Acordul de la Paris înseamnă că Tokyo trebuie să elimine treptat cărbunele până atunci, notează Climate Analytics.
Vietnam este a treia țară în ceea ce privește volumul planificat de generare de cărbune - 46 GW, dintre care 11 GW sunt deja în construcție. „Cu toate acestea, guvernul investește din ce în ce mai mult în schimbarea acestei traiectorii”, scrie Alex Perera, director asociat al energiei la The World Resources Institute, energie regenerabilă și sectorul privat care caută să atingă obiective din ce în ce mai stricte de energie curată.”
Guvernul indonezian a interzis construirea de noi centrale pe cărbune pe cea mai dens populată insulă Java. Compania de utilități de stat a fost criticată pentru „supraestimarea masivă a creșterii cererii de energie electrică” pentru a justifica planurile de a adăuga noi centrale electrice pe cărbune.
Turcia are planuri semnificative de extindere a flotei de cărbune. Cu toate acestea, doar 1 GW din conducta planificată de 43 GW este în curs de construcție.
O altă țară cu planuri mari este Egiptul, care nu are nici centrale de cărbune și nici zăcăminte proprii de cărbune. Rețineți că niciunul dintre cei 15 GW de capacitate nouă planificată nu a depășit stadiu timpuriu aprobări, nu a primit nicio autorizație și nu este în construcție.
Africa de Sud are zăcăminte mari de cărbune și a șaptea cea mai mare flotă de energie pe cărbune din lume. Africa de Sud construiește 6 GW de noi centrale termice și intenționează să pună în funcțiune încă 6 GW. Cu toate acestea, de la alegerea lui Cyril Ramaphosa la începutul acestui an, starea de spirit politică din țară se schimbă, iar în aprilie au fost semnate acorduri pe termen lung pentru construcția de energie regenerabilă în valoare de 4,7 miliarde de dolari. Motivul este că noile centrale pe cărbune vor fi mai scumpe decât SRE, cred experții. Discuțiile legislative despre rolul cărbunelui în noul plan de investiții energetice al Africii de Sud vor avea loc la sfârșitul acestei veri.
23 martie 2013
Odată, când intram în gloriosul oraș Ceboksary, direcția de est soția mea a observat două turnuri uriașe de-a lungul autostrăzii. "Și ce e?" ea a intrebat. Întrucât nu am vrut absolut să-mi arăt soției mele ignoranța, am săpat puțin în memorie și am dat unul victorios: „Acestea sunt turnuri de răcire, nu știi?”. Era puțin stânjenită: „Pentru ce sunt?” — Ei bine, se pare că există ceva de răcit. "Si ce?". Atunci mi-a fost rușine, pentru că nu știam deloc cum să ies mai departe.
Poate că această întrebare a rămas pentru totdeauna în memorie fără un răspuns, dar miracolele se întâmplă. La câteva luni după acest incident, văd o postare în feedul prietenilor mei z_alexey despre recrutarea bloggerilor care doresc să viziteze CHPP-2 Cheboksary, același pe care l-am văzut de la drum. Fiind nevoit să-ți schimbi drastic toate planurile, ar fi de neiertat să ratezi o astfel de șansă!
Deci, ce este CHP?
Aceasta este inima centralei CHP și aici are loc principala acțiune. Gazul care intră în cazan se arde, eliberând o cantitate nebună de energie. Aici intervine Pure Water. Dupa incalzire se transforma in abur, mai exact in abur supraincalzit, avand o temperatura de iesire de 560 de grade si o presiune de 140 de atmosfere. Îl vom numi și „Abur pur” deoarece se formează din apă preparată.
Pe lângă abur, avem și evacuare la ieșire. La putere maximă, toate cele cinci cazane consumă aproape 60 de metri cubi de gaz natural pe secundă! Pentru a elimina produsele de ardere, este nevoie de o țeavă de „fum” non-copilă. Și există și una.
Țeava poate fi văzută din aproape orice zonă a orașului, având în vedere înălțimea de 250 de metri. Bănuiesc că aceasta este cea mai înaltă clădire din Ceboksary.
În apropiere este o conductă ceva mai mică. Rezervați din nou.
Dacă instalația de cogenerare este pe cărbune, este necesar un tratament suplimentar de evacuare. Dar în cazul nostru, acest lucru nu este necesar, deoarece gazul natural este folosit drept combustibil.
În cea de-a doua secțiune a magazinului de cazane și turbine există instalații care generează energie electrică.
Patru dintre ele sunt instalate în sala mașinilor CHPP-2 Cheboksary, cu o capacitate totală de 460 MW (megawați). Aici este furnizat aburul supraîncălzit din camera cazanului. El, sub o presiune uriașă, este trimis la palele turbinei, forțând rotorul de treizeci de tone să se rotească cu o viteză de 3000 rpm.
Instalația este formată din două părți: turbina în sine și un generator care generează energie electrică.
Și iată cum arată rotorul turbinei.
Senzorii și instrumentele sunt peste tot.
Atât turbinele, cât și cazanele, după caz de urgență poate fi oprit instantaneu. Pentru aceasta, există supape speciale care pot opri alimentarea cu abur sau combustibil într-o fracțiune de secundă.
Interesant, există un peisaj industrial sau un portret industrial? Are propria ei frumusețe.
În cameră se aude un zgomot groaznic și, pentru a auzi un vecin, trebuie să-ți încordezi foarte mult auzul. În plus, este foarte cald. Vreau să-mi dau jos casca și să-mi dezbrac până la tricou, dar nu pot face asta. Din motive de siguranță, îmbrăcămintea cu mâneci scurte este interzisă la centrala de cogenerare, sunt prea multe conducte fierbinți.
De cele mai multe ori, atelierul este gol, oamenii apar aici o dată la două ore, în timpul unei runde. Iar funcționarea echipamentului este controlată de la Panoul de control principal (Panou de control de grup pentru Cazane și Turbine).
Așa arată locul de muncă.
Sunt sute de butoane în jur.
Și zeci de senzori.
Unele sunt mecanice, iar altele sunt electronice.
Aceasta este excursia noastră și oamenii lucrează.
În total, după magazinul de cazane și turbine, la ieșire avem energie electrică și abur care s-a răcit parțial și și-a pierdut o parte din presiune. Cu electricitate, pare să fie mai ușor. La ieșirea de la diferite generatoare, tensiunea poate fi de la 10 la 18 kV (kilovolt). Cu ajutorul transformatoarelor bloc, acesta se ridică la 110 kV, iar apoi electricitatea poate fi transmisă pe distanțe lungi folosind linii electrice (linii electrice).
Nu este rentabil să eliberați „Abur curat” rămas în lateral. Deoarece este format din apa pura", a cărui producție este un proces destul de complicat și costisitor, este mai oportun să-l răciți și să-l returnați înapoi în cazan. Deci, într-un cerc vicios. Dar cu ajutorul său și cu ajutorul schimbătoarelor de căldură, puteți încălzi apa sau produce abur secundar, care poate fi vândut cu ușurință unor terți consumatori.
În general, în acest fel primim căldură și electricitate în casele noastre, având confortul și confortul obișnuit.
O da. De ce sunt necesare turnuri de răcire oricum?
Se dovedește că totul este foarte simplu. Pentru a răci „Aburul pur” rămas, înainte de o nouă alimentare a cazanului, se folosesc aceleași schimbătoare de căldură. Se raceste cu ajutorul apei tehnice, la CHPP-2 se ia direct din Volga. Nu necesită nicio pregătire specială și poate fi, de asemenea, refolosită. După trecerea prin schimbătorul de căldură, apa de proces este încălzită și merge către turnurile de răcire. Acolo curge în jos într-o peliculă subțire sau cade sub formă de picături și este răcit de fluxul de aer care se apropie creat de ventilatoare. Și în turnurile de răcire cu ejecție, apa este pulverizată folosind duze speciale. În orice caz, răcirea principală are loc datorită evaporării unei mici părți din apă. Apa racita paraseste turnurile de racire printr-un canal special, dupa care, cu ajutorul unei statii de pompare, este trimisa spre reutilizare.
Într-un cuvânt, sunt necesare turnuri de răcire pentru a răci apa care răcește aburul care funcționează în sistemul cazan-turbină.
Toate lucrările CHP sunt controlate din panoul de control principal.
Există un însoțitor aici în orice moment.
Toate evenimentele sunt înregistrate.
Nu mă hrăni cu pâine, lasă-mă să fac poze cu butoanele și senzorii...
Pe asta, aproape totul. În concluzie, sunt câteva fotografii ale stației.
Aceasta este o țeavă veche, care nu mai funcționează. Cel mai probabil va fi demontat în curând.
Există multă propagandă la întreprindere.
Sunt mândri de angajații lor de aici.
Și realizările lor.
Nu pare corect...
Rămâne de adăugat că, ca într-o glumă - „Nu știu cine sunt acești bloggeri, dar ghidul lor este directorul filialei din Mari El și Chuvashia al OAO TGC-5, IES-ul holdingului - Dobrov S.V. "
Impreuna cu directorul statiei S.D. Stolyarov.
Fără exagerare - adevărați profesioniști în domeniul lor.
Și bineînțeles, multe mulțumiri Irinei Romanova, reprezentând serviciul de presă al companiei, pentru turul perfect organizat.
În 1879, când Thomas Alva Edisona inventat lampa incandescentă, a început epoca electrificării. Generarea unor cantități mari de energie electrică a necesitat combustibil ieftin și ușor disponibil. Cărbunele a îndeplinit aceste cerințe, iar primele centrale electrice (construite la sfârșitul secolului al XIX-lea chiar de Edison) funcționau pe cărbune.
Pe măsură ce în țară se construiau din ce în ce mai multe stații, dependența de cărbune a crescut. De la Primul Război Mondial, aproximativ jumătate din producția anuală de energie electrică din Statele Unite a provenit din centrale termice pe cărbune. În 1986, capacitatea totală instalată a unor astfel de centrale electrice era de 289.000 MW, iar acestea consumau 75% din totalul (900 milioane tone) de cărbune extras în țară. Având în vedere incertitudinile existente cu privire la perspectivele de dezvoltare a energiei nucleare și de creștere a producției de petrol și gaze naturale, se poate presupune că până la sfârșitul secolului, centralele termice pe cărbune vor produce până la 70% din toată energia electrică. generate in tara.
Cu toate acestea, în ciuda faptului că cărbunele a fost de mult timp și va fi principala sursă de energie electrică pentru mulți ani de acum înainte (în Statele Unite reprezintă aproximativ 80% din rezervele tuturor tipurilor de combustibili naturali), acesta nu a fost niciodată combustibil optim pentru centralele electrice. Conținut specific de energie pe unitate de greutate (de ex. valoare calorica) este mai mică pentru cărbune decât pentru petrol sau gaze naturale. Este mai dificil de transportat și, în plus, arderea cărbunelui provoacă o serie de efecte nedorite asupra mediului, în special ploile acide. De la sfârșitul anilor 1960, atractivitatea centralelor termice pe cărbune a scăzut brusc din cauza înăspririi cerințelor privind poluarea mediului prin emisii gazoase și solide sub formă de cenușă și zgură. Costurile abordării acestor probleme de mediu, împreună cu costul tot mai mare al construirii unor instalații complexe, cum ar fi centralele termice, au făcut ca perspectivele de dezvoltare ale acestora să fie mai puțin favorabile din punct de vedere pur economic.
Totuși, dacă te schimbi baza tehnologica centrale termice pe cărbune, atractivitatea lor anterioară poate fi reînviată. Unele dintre aceste modificări sunt de natură evolutivă și vizează în principal creșterea capacității instalațiilor existente. În același timp, sunt dezvoltate procese complet noi pentru arderea fără deșeuri a cărbunelui, adică cu daune minime aduse mediului. Introducerea de noi procese tehnologice are ca scop asigurarea faptului că viitoarele centrale termice pe cărbune pot fi controlate eficient pentru gradul de poluare a mediului pe care îl au, au flexibilitate în ceea ce privește posibilitatea de utilizare diferite feluri cărbune și nu a necesitat perioade lungi de construcție.
Pentru a aprecia semnificația progreselor în tehnologia de ardere a cărbunelui, luați în considerare pe scurt funcționarea unei centrale termice convenționale pe cărbune. Cărbunele este ars în cuptorul unui cazan cu abur, care este o cameră imensă cu țevi în interior, în care apa se transformă în abur. Înainte de a fi introdus în cuptor, cărbunele este zdrobit în praf, datorită căruia se obține aproape aceeași eficiență de ardere ca și la arderea gazelor combustibile. Un cazan mare de abur consumă în medie 500 de tone de cărbune pulverizat pe oră și generează 2,9 milioane kg de abur, ceea ce este suficient pentru a produce 1 milion kWh de energie electrică. În același timp, centrala emite aproximativ 100.000 m3 de gaze în atmosferă.
Aburul generat trece prin supraîncălzitor, unde temperatura și presiunea acestuia cresc, apoi intră în turbina de înaltă presiune. Energia mecanică a turbinei este convertită de un generator electric în energie electrică. Pentru a obține o eficiență de conversie a energiei mai mare, aburul de la turbină este de obicei returnat în cazan pentru reîncălzire și apoi antrenează una sau două turbine de joasă presiune și abia apoi este condensat prin răcire; condensul este returnat în ciclul cazanului.
Echipamentele centralei termice includ alimentatoare de combustibil, cazane, turbine, generatoare, precum și sisteme sofisticate de răcire, curățare a gazelor arse și îndepărtare a cenușii. Toate aceste sisteme principale și auxiliare sunt proiectate să funcționeze cu fiabilitate ridicată timp de 40 de ani sau mai mult la sarcini care pot varia de la 20% din capacitatea instalată a instalației la maxim. Costul de capital al echipării unei centrale termice tipice de 1.000 MW depășește de obicei 1 miliard de dolari.
Eficiența cu care căldura degajată prin arderea cărbunelui poate fi transformată în energie electrică era de numai 5% înainte de 1900, dar până în 1967 ajunsese la 40%. Cu alte cuvinte, pe o perioadă de aproximativ 70 de ani, consumul specific de cărbune pe unitatea de energie electrică produsă a scăzut de opt ori. În consecință, a existat o scădere a costului de 1 kW de capacitate instalată a centralelor termice: dacă în 1920 era de 350 de dolari (la prețurile din 1967), atunci în 1967 a scăzut la 130 de dolari. Prețul energiei electrice furnizate a scăzut și el peste. aceeași perioadă de la 25 de cenți la 2 cenți pentru ceai de 1 kW.
Cu toate acestea, începând cu anii 1960, ritmul progresului a început să scadă. Această tendință, aparent, se explică prin faptul că centralele termice tradiționale au atins limita perfecțiunii lor, determinată de legile termodinamicii și de proprietățile materialelor din care sunt fabricate cazanele și turbinele. De la începutul anilor 1970, acești factori tehnici au fost agravați de noi motive economice și organizatorice. În special, cheltuielile de capital au crescut brusc, creșterea cererii de energie electrică a încetinit, cerințele pentru protecția mediului împotriva emisiilor nocive au devenit mai stricte și perioada de timp pentru implementarea proiectelor de construcție a centralelor electrice s-a prelungit. Drept urmare, costul de producere a energiei electrice din cărbune, care era în scădere de mulți ani, a crescut brusc. Într-adevăr, 1 kW de energie electrică produsă de noi centrale termice costă acum mai mult decât în 1920 (la prețuri comparabile).
În ultimii 20 de ani, costul centralelor termice pe cărbune a fost cel mai afectat de cerințele crescute pentru eliminarea gazelor,
deseuri lichide si solide. Sistemele de curățare a gazelor și de îndepărtare a cenușii ale centralelor termice moderne reprezintă acum 40% din costurile de capital și 35% din costurile de exploatare. Din punct de vedere tehnic și economic, cel mai semnificativ element al unui sistem de control al emisiilor este instalația de desulfurare a gazelor arse, denumită adesea sistem de spălare umedă. Colectorul de praf umed (scrubber) reține oxizii de sulf, care sunt principalul poluant format în timpul arderii cărbunelui.
Ideea de colectare umedă a prafului este simplă, dar în practică se dovedește a fi dificilă și costisitoare. O substanță alcalină, de obicei var sau calcar, este amestecată cu apă și soluția este pulverizată în fluxul de gaze arse. Cuprins în gaze de ardere oxizii de sulf sunt absorbiți de particulele alcaline și precipită din soluție sub formă de sulfit inert sau sulfat de calciu (gips). Gipsul poate fi îndepărtat cu ușurință sau, dacă este suficient de curat, poate fi vândut ca material de construcții. În sistemele de spălare mai complexe și mai scumpe, nămolul de gips poate fi transformat în acid sulfuric sau sulf elementar - mai valoros produse chimice. Din 1978, instalarea epuratoarelor este obligatorie la toate centralele termice aflate in constructie care folosesc combustibil carbune pulverizat. Drept urmare, industria energetică din SUA are acum mai multe instalații de epurare decât restul lumii.
Costul unui sistem de epurare la instalațiile noi este de obicei de 150-200 USD per 1 kW de capacitate instalată. Instalarea scruberelor la instalațiile existente, proiectate inițial fără spălare umedă, costă cu 10-40% mai mult decât la instalațiile noi. Costurile de operare ale scruberelor sunt destul de mari, indiferent dacă sunt instalate în instalații vechi sau noi. Scruberele generează cantități uriașe de nămol de gips care trebuie păstrat în iazurile de decantare sau aruncat, creând o nouă problemă de mediu. De exemplu, o centrală termică cu o capacitate de 1000 MW, care funcționează pe cărbune care conține 3% sulf, produce atât de mult nămol pe an încât poate acoperi o suprafață de 1 km2 cu un strat de aproximativ 1 m grosime.
În plus, sistemele de curățare cu gaz umed consumă multă apă (la o centrală de 1000 MW, debitul de apă este de aproximativ 3800 l / min), iar echipamentele și conductele lor sunt adesea predispuse la înfundare și coroziune. Acești factori cresc costurile de operare și reduc fiabilitatea generală a sistemului. În cele din urmă, în sistemele de epurare, de la 3 la 8% din energia generată de stație este cheltuită pentru acționarea pompelor și a aspiratoarelor de fum și pentru încălzirea gazelor de ardere după curățarea gazelor, ceea ce este necesar pentru a preveni condensul și coroziunea în coșuri.
Utilizarea pe scară largă a scruberelor în industria energetică americană nu a fost nici ușoară, nici ieftină. Primele instalații de scruber au fost mult mai puțin fiabile decât restul echipamentelor stației, astfel încât componentele sistemelor de scruber au fost proiectate cu o marjă mare de siguranță și fiabilitate. Unele dintre dificultățile asociate cu instalarea și funcționarea scruberelor pot fi explicate prin faptul că aplicarea industrială a tehnologiei scruberelor a fost începută prematur. Abia acum, după 25 de ani de experiență, fiabilitatea sistemelor de epurare a atins un nivel acceptabil.
Costul centralelor termice pe cărbune a crescut nu numai din cauza sistemelor obligatorii de control al emisiilor, ci și pentru că costul construcției în sine a crescut vertiginos. Chiar și ținând cont de inflație, costul unitar al capacității instalate a centralelor termice pe cărbune este acum de trei ori mai mare decât în 1970. În ultimii 15 ani, „efectul de scară”, adică beneficiul construcției de centrale electrice mari, a avut a fost anulată de o creștere semnificativă a costurilor de construcție. Parțial, această creștere a prețurilor reflectă costul ridicat al finanțării proiectelor de capital pe termen lung.
Impactul întârzierii proiectului poate fi văzut în exemplul companiilor energetice japoneze. Firmele japoneze sunt de obicei mai agile decât omologii lor americani în rezolvarea problemelor organizatorice, tehnice și financiare care întârzie adesea punerea în funcțiune a proiectelor mari de construcții. În Japonia, o centrală electrică poate fi construită și pusă în funcțiune în 30-40 de luni, în timp ce în SUA, o centrală de aceeași capacitate durează de obicei 50-60 de luni. Cu un timp atât de lung de implementare a proiectelor, costul unei noi centrale în construcție (și, prin urmare, costul capitalului înghețat) este comparabil cu capitalul fix al multor companii energetice din SUA.
Prin urmare, companiile energetice caută modalități de a reduce costul construirii de noi centrale de generare a energiei, în special prin utilizarea unor centrale modulare mai mici, care pot fi transportate și instalate rapid într-o fabrică existentă pentru a satisface cererea în creștere. Astfel de instalații pot fi puse în funcțiune în mai multe timp scurtși, prin urmare, plătiți mai repede, chiar dacă rentabilitatea investiției rămâne constantă. Instalarea de module noi numai atunci când este necesară o creștere a capacității sistemului poate duce la economii nete de până la 200 USD/kW, chiar dacă economiile de scară se pierd la instalațiile mai mici.
Ca o alternativă la construirea de noi instalații de generare a energiei, companiile energetice au practicat, de asemenea, modernizarea vechilor centrale electrice existente pentru a le îmbunătăți performanța și a le prelungi viața. Această strategie, desigur, necesită mai puține cheltuieli de capital decât construirea de noi uzine. Această tendință este justificată și pentru că centralele electrice construite în urmă cu aproximativ 30 de ani nu sunt încă învechite din punct de vedere moral. În unele cazuri, funcționează chiar cu o eficiență mai mare, deoarece nu sunt echipate cu scrubere. Vechile centrale electrice capătă o pondere tot mai mare în sectorul energetic al țării. În 1970, doar 20 de instalații de generare din SUA aveau peste 30 de ani. Până la sfârșitul secolului, 30 de ani va fi vârsta medie a centralelor termice pe cărbune.
Companiile energetice caută, de asemenea, modalități de a reduce costurile de operare la stații. Pentru a preveni pierderea de energie, este necesar să se asigure avertisment în timp util despre deteriorarea performanţelor celor mai importante secţiuni ale instalaţiei. Prin urmare, monitorizarea continuă a stării unităților și sistemelor devine o parte importantă a serviciului operațional. O astfel de monitorizare continuă a proceselor naturale de uzură, coroziune și eroziune permite operatorilor de instalații să ia măsuri în timp util și să prevină defecțiunea de urgență a centralelor electrice. Semnificația unor astfel de măsuri poate fi corect evaluată dacă se consideră, de exemplu, că oprirea forțată a unei centrale pe cărbune de 1000 MW ar putea costa compania electrică 1 milion de dolari pe zi, în principal pentru că energia negenerată trebuie compensată prin furnizarea de energie din surse mai scumpe.
Creșterea costurilor specifice pentru transportul și prelucrarea cărbunelui și pentru îndepărtarea cenușii a făcut din calitatea cărbunelui (determinată de conținutul de umiditate, sulf și alte minerale) un factor important care determină performanța și economia centralelor termice. Deși cărbunele de calitate scăzută poate costa mai puțin decât cărbunele de calitate superioară, costă mult mai mult să produci aceeași cantitate de electricitate. Costul transportului mai multor cărbune de calitate scăzută poate depăși beneficiul prețului său mai mic. În plus, cărbunele de calitate scăzută generează de obicei mai multe deșeuri decât cărbunele de calitate superioară și, în consecință, sunt necesare costuri mari pentru îndepărtarea cenușii. În cele din urmă, compoziția cărbunilor de calitate scăzută este supusă unor fluctuații mari, ceea ce face dificilă „ajustarea” sistemului de combustibil al centralei pentru a funcționa cu cea mai mare eficiență posibilă; în acest caz, sistemul trebuie reglat astfel încât să poată funcționa cu cea mai proastă calitate așteptată a cărbunelui.
În centralele electrice existente, calitatea cărbunelui poate fi îmbunătățită, sau cel puțin stabilizată, prin îndepărtarea anumitor impurități, precum mineralele sulfuroase, înainte de ardere. În stațiile de epurare, cărbunele „murdar” măcinat este separat de impurități în multe moduri, folosind diferențele de greutate specifică sau alte caracteristici fizice ale cărbunelui și impurităților.
În ciuda acestor eforturi de îmbunătățire a performanței centralelor termice pe cărbune existente, o capacitate de generare suplimentară de 150.000 MW va trebui instalată în Statele Unite până la sfârșitul secolului dacă cererea de energie electrică crește cu o rată estimată de 2,3% per fiecare. an. Pentru a rămâne competitive cu cărbunele pe o piață a energiei în continuă expansiune, companiile energetice vor trebui să adopte noi moduri inovatoare de ardere a cărbunelui, care sunt mai eficiente decât cele tradiționale în trei moduri. aspecte cheie: mai puțină poluare a mediului, reducerea timpului de construcție a centralelor electrice și îmbunătățirea caracteristicilor de funcționare și funcționare a acestora.
 |
 |
| ARDEREA CĂRBUNELOR FLUIDIZAT reduce necesitatea instalațiilor auxiliare pentru tratarea emisiilor din centralele electrice. Un strat fluidizat dintr-un amestec de cărbune și calcar este creat în cuptorul cazanului printr-un flux de aer în care particulele solide sunt amestecate și în suspensie, adică se comportă în același mod ca într-un lichid care fierbe. Amestecarea turbulentă asigură arderea completă a cărbunelui; în timp ce particulele de calcar reacţionează cu oxizii de sulf şi captează aproximativ 90% din aceşti oxizi. Deoarece serpentinele de încălzire ale cazanului ating direct patul fluidizat al combustibilului, generarea de abur are loc cu o eficiență mai mare decât în cazul convențional. cazane cu abur lucrând la cărbune zdrobit. În plus, temperatura cărbunelui care arde în patul fluidizat este mai scăzută, ceea ce împiedică topirea zgurii cazanului și reduce formarea oxizilor de azot. |
GAZIFICAREA CĂRBUNELOR poate fi realizată prin încălzirea unui amestec de cărbune și apă într-o atmosferă de oxigen. Produsul procesului este un gaz format în principal din monoxid de carbon și hidrogen. Odată ce gazul a fost răcit, desolidificat și desulfurat, acesta poate fi folosit ca combustibil pentru turbinele cu gaz și apoi pentru a produce abur pentru o turbină cu abur (ciclu combinat). O centrală cu ciclu combinat emite mai puțini poluanți în atmosferă decât o centrală termică convențională pe cărbune. |
În prezent, sunt dezvoltate mai mult de o duzină de moduri de ardere a cărbunelui cu o eficiență sporită și mai puține daune mediului. Cele mai promițătoare dintre ele sunt arderea în pat fluidizat și gazeificarea cărbunelui. Arderea conform primei metode este efectuată într-un cuptor cu boiler cu abur, care este proiectat astfel încât cărbunele zdrobit amestecat cu particule de calcar să fie menținut deasupra grătarului cuptorului într-o stare suspendată ("pseudo-lichefiată") printr-un flux de aer ascendent puternic. Particulele în suspensie se comportă în esență în același mod ca într-un lichid în fierbere, adică sunt în mișcare turbulentă, ceea ce asigură eficiența ridicată a procesului de ardere. Conductele de apă ale unui astfel de cazan sunt în contact direct cu „patul fluidizat” al combustibilului care arde, drept urmare o mare parte a căldurii este transferată prin conducție termică, care este mult mai eficientă decât căldura radiativă și convectivă. transfer într-un cazan de abur convențional.
Cazanul pe cărbune cu pat fluidizat are o suprafață de transfer de căldură mai mare decât un cazan pe cărbune pulverizat convențional, ceea ce scade temperatura cuptorului și reduce astfel formarea de oxizi de azot. (În timp ce temperatura într-un cazan convențional poate fi peste 1650°C, într-un cazan cu pat fluidizat este în intervalul 780-870°C.) În plus, calcarul amestecat cu cărbunele leagă 90% sau mai mult din sulful eliberat din cărbune. în timpul arderii, din moment ce inferior temperatura de lucru contribuie la reacția dintre sulf și calcar cu formarea de sulfit sau sulfat de calciu. În acest fel, substanțele nocive pentru mediu formate în timpul arderii cărbunelui sunt neutralizate la locul de formare, adică în cuptor.
În plus, cazanul cu pat fluidizat este mai puțin sensibil la fluctuațiile calității cărbunelui datorită designului și principiului său de funcționare. În cuptorul unui cazan convențional pe cărbune pulverizat, se formează o cantitate imensă de zgură topită, care adesea înfundă suprafețele de transfer de căldură și, prin urmare, reduce eficiența și fiabilitatea cazanului. Într-un cazan cu pat fluidizat, cărbunele arde la o temperatură sub punctul de topire al zgurii și, prin urmare, problema murdării suprafețelor de încălzire cu zgură nici măcar nu se pune. Aceste cazane pot funcționa pe cărbune de calitate inferioară, ceea ce în unele cazuri poate reduce semnificativ costurile de exploatare.
Metoda de ardere în pat fluidizat este ușor de implementat în cazanele cu design modular cu o capacitate mică de abur. Potrivit unor estimări, investiția într-o centrală termică cu cazane compacte cu pat fluidizat poate fi cu 10-20% mai mică decât investiția în statie termica tip tradițional aceeași putere. Economiile sunt realizate prin reducerea timpului de construcție. În plus, puterea unei astfel de centrale poate fi crescută cu ușurință cu o creștere a sarcinii electrice, ceea ce este important pentru acele cazuri în care creșterea sa în viitor nu este cunoscută dinainte. Problema planificării este, de asemenea, simplificată, deoarece astfel de instalații compacte pot fi instalate rapid de îndată ce apare necesitatea creșterii producției de energie.
Cazanele cu pat fluidizat pot fi, de asemenea, încorporate în centralele electrice existente atunci când generarea de energie trebuie să crească rapid. De exemplu, compania energetică Northern States Power a convertit unul dintre cazanele pe cărbune pulverizat de la stație în buc. Minnesota într-un cazan cu pat fluidizat. Modificarea a fost efectuată în scopul creșterii capacității centralei cu 40%, reducerii cerințelor de calitate a combustibilului (cazanul poate funcționa chiar și cu deșeuri locale), curățării mai minuțioase a emisiilor și prelungirii duratei de viață a centralei până la 40 de ani.
În ultimii 15 ani, tehnologia utilizată în centralele termice echipate exclusiv cu cazane cu pat fluidizat s-a extins de la mici instalații pilot și semi-industriale la mari centrale „demonstrative”. O astfel de stație cu o capacitate totală de 160 MW este construită în comun de către Tennessee Valley Authority, Duke Power și Commonwealth of Kentucky; Asociația Colorado-Ute Electric, Inc. a pus în funcțiune o centrală de generare a energiei de 110 MW cu cazane cu pat fluidizat. Dacă aceste două proiecte vor avea succes, precum și cel al Northern States Power, un joint venture din sectorul privat cu un capital total de aproximativ 400 de milioane de dolari, riscul economic asociat cu utilizarea cazanelor cu pat fluidizat în industria energetică va fi redus semnificativ.
Într-un alt mod, care, totuși, exista deja într-o formă mai simplă înapoi în mijlocul al XIX-lea secolul, este gazificarea cărbunelui cu producerea de gaz „pur ardere”. Un astfel de gaz este potrivit pentru iluminat și încălzire și a fost utilizat pe scară largă în SUA până în al Doilea Război Mondial, până când a fost înlocuit de gazul natural.
Inițial, gazeificarea cărbunelui a atras atenția companiilor energetice, care sperau să folosească această metodă pentru a obține combustibil care arde fără deșeuri și astfel să scape de curățarea scrubber. Acum a devenit clar că gazificarea cărbunelui are un avantaj mai important: produsele fierbinți de ardere a gazului de producție pot fi utilizate direct pentru a antrena turbinele cu gaz. La rândul său, căldura reziduală a produselor de ardere după turbina cu gaz poate fi utilizată pentru a obține abur care să conducă turbina cu abur. Această utilizare combinată a turbinelor cu gaz și abur, numită ciclu combinat, este acum una dintre cele mai multe moduri eficiente producerea energiei electrice.
Gazul obținut din gazeificarea cărbunelui și eliberat de sulf și particule este un combustibil excelent pentru turbinele cu gaz și, ca și gazul natural, arde aproape fără deșeuri. Eficiența ridicată a ciclului combinat compensează pierderile inevitabile asociate cu conversia cărbunelui în gaz. Mai mult, instalația de ciclu combinat consumă semnificativ mai putina apa, deoarece două treimi din putere este dezvoltată de o turbină cu gaz, care nu are nevoie de apă, spre deosebire de o turbină cu abur.
Viabilitatea centralelor electrice cu ciclu combinat care funcționează pe principiul gazificării cărbunelui a fost dovedită de experiența exploatării centralei de apă rece din California de Sud Edison. Această stație cu o capacitate de aproximativ 100 MW a fost pusă în funcțiune în mai 1984. Poate funcționa pe cărbune de diferite grade. Emisiile centralei nu diferă ca puritate de cele ale unei centrale de gaze naturale învecinate. Conținutul de oxizi de sulf din gazele de ardere este menținut la un nivel semnificativ mai scăzut norma stabilită cu un sistem auxiliar de recuperare a sulfului care elimină aproape tot sulful conținut în combustibilul original și produce sulf pur pentru uz industrial. Formarea oxizilor de azot este prevenită prin adăugarea de apă în gaz înainte de ardere, ceea ce reduce temperatura de ardere a gazului. În plus, cărbunele nears rămas în gazeificator este topit și transformat într-un material sticlos inert care, după răcire, îndeplinește cerințele de deșeuri solide ale Californiei.
Pe lângă eficiența mai mare și poluarea mai mică a mediului, centralele cu ciclu combinat au un alt avantaj: pot fi construite în mai multe faze, astfel încât capacitatea instalată să fie mărită în blocuri. Această flexibilitate în construcție reduce riscul de supra- sau subinvestiții asociat cu incertitudinea creșterii cererii de energie electrică. De exemplu, prima etapă a capacității instalate poate funcționa turbine cu gaz, și folosiți petrol sau gaze naturale în loc de cărbune ca combustibil, dacă prețurile curente pentru aceste produse sunt scăzute. Apoi, pe măsură ce cererea de energie electrică crește, cazanul de căldură reziduală și turbină cu abur, care va crește nu numai puterea, ci și eficiența stației. Ulterior, când cererea de energie electrică crește din nou, la centrală se poate construi o centrală de gazeificare a cărbunelui.
Rolul centralelor termice pe cărbune este un subiect cheie când vorbim privind conservarea resurselor naturale, protecția mediului și modalitățile de dezvoltare economică. Aceste aspecte ale problemei în cauză nu sunt neapărat conflictuale. Experiența utilizării noilor procese tehnologice pentru arderea cărbunelui arată că acestea pot rezolva cu succes și simultan problemele atât de protecție a mediului, cât și de reducere a costului energiei electrice. Acest principiu a fost luat în considerare într-un raport comun SUA-Canadian privind ploile acide publicat anul trecut. Pe baza propunerilor raportului, Congresul SUA ia în considerare în prezent stabilirea unei inițiative generale naționale care să demonstreze și să aplice procese „curate” de ardere a cărbunelui. Această inițiativă, care va combina capitalul privat cu investițiile federale, își propune să comercializeze noi procese de ardere a cărbunelui în anii 1990, inclusiv cazane cu pat fluidizat și generatoare de gaz. Cu toate acestea, chiar și cu utilizarea pe scară largă a noilor procese de ardere a cărbunelui în viitorul apropiat, cererea în creștere de energie electrică nu poate fi satisfăcută fără o întreagă gamă de măsuri coordonate pentru conservarea energiei electrice, reglarea consumului acesteia și creșterea productivității centralelor termice existente care funcționează pe principii tradiționale. În permanență pe ordinea de zi sunt economice și probleme de mediu sunt susceptibile să conducă la cu totul noi dezvoltărilor tehnologice fundamental diferite de cele descrise aici. În viitor, centralele termice pe cărbune se pot transforma în întreprinderi integrate de prelucrare a resurselor naturale. Astfel de întreprinderi vor procesa combustibili locali și alte resurse naturale și vor produce energie electrică, căldură și diverse produse, ținând cont de nevoile economiei locale. Pe lângă cazanele cu pat fluidizat și instalațiile de gazeificare a cărbunelui, astfel de centrale vor fi dotate cu sisteme electronice diagnostice tehniceși sisteme de control automate și, în plus, este util să se utilizeze majoritatea subproduselor de ardere a cărbunelui.
Astfel, oportunitățile de îmbunătățire a factorilor economici și de mediu ai producției de energie electrică pe bază de cărbune sunt foarte largi. Utilizarea în timp util a acestor oportunități depinde, totuși, de dacă guvernul poate urma o politică echilibrată de producție de energie și de mediu, care să creeze stimulentele necesare pentru industria electrică. Trebuie avut grijă să se asigure că noile procese de ardere a cărbunelui sunt dezvoltate și implementate rațional, în cooperare cu companiile energetice, și nu în modul în care a fost cazul cu introducerea curățării gazelor de epurare. Toate acestea pot fi realizate prin reducerea la minimum a costurilor și a riscurilor prin proiectarea bine gândită, testarea și îmbunătățirea micilor instalații experimentale pilot, urmate de implementarea industrială pe scară largă a sistemelor dezvoltate.
