Η Climate Analytics συνεχίζει να επιμένει ότι η ενέργεια άνθρακα στην Ευρώπη πρέπει να εξαλειφθεί έως το 2030 - διαφορετικά η ΕΕ δεν θα εκπληρώσει τους στόχους της συμφωνίας του Παρισιού για το κλίμα. Ποιους σταθμούς όμως πρέπει να κλείσετε πρώτα; Προτείνονται δύο προσεγγίσεις - οικολογική και οικονομική. "Oxygen.LIFE"έριξε μια πιο προσεκτική ματιά στους μεγαλύτερους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς στη Ρωσία με καύση άνθρακα, τους οποίους κανείς δεν πρόκειται να κλείσει.
Κλείσιμο σε δέκα χρόνια
Η Climate Analytics συνεχίζει να επιμένει ότι για να επιτευχθούν οι στόχοι της Συμφωνίας του Παρισιού για το κλίμα, οι χώρες της ΕΕ θα πρέπει να κλείσουν σχεδόν όλους τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν με καύση άνθρακα. Ο ενεργειακός τομέας στην Ευρώπη χρειάζεται πλήρη απεξάρτηση από τον άνθρακα, καθώς σημαντικό μέρος των συνολικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου (GHG) στην ΕΕ παράγεται από την ενέργεια άνθρακα. Ως εκ τούτου, η σταδιακή κατάργηση του άνθρακα σε αυτόν τον κλάδο είναι μια από τις πιο οικονομικές μεθόδους μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, και τέτοιες ενέργειες θα προσφέρουν επίσης σημαντικά οφέλη όσον αφορά την ποιότητα του αέρα, τη δημόσια υγεία και την ενεργειακή ασφάλεια.
Τώρα στην ΕΕ υπάρχουν περισσότεροι από 300 σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με 738 μονάδες παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα. Φυσικά, δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα γεωγραφικά. Αλλά γενικά, ο άνθρακας και ο λιγνίτης (φαιά άνθρακας) παρέχουν το ένα τέταρτο της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην ΕΕ. Οι χώρες που εξαρτώνται περισσότερο από τον άνθρακα είναι η Πολωνία, η Γερμανία, η Βουλγαρία, η Τσεχική Δημοκρατία και η Ρουμανία. Η Γερμανία και η Πολωνία αντιπροσωπεύουν το 51% της εγκατεστημένης χωρητικότητας άνθρακα στην ΕΕ και το 54% των εκπομπών GHG από την ενέργεια άνθρακα σε ολόκληρη την ενωμένη Ευρώπη. Ταυτόχρονα, δεν υπάρχουν θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με καύση άνθρακα σε επτά χώρες της Ε.Ε.
«Η συνεχιζόμενη χρήση άνθρακα για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ασυμβίβαστη με την υλοποίηση του στόχου της δραστικής μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Ως εκ τούτου, η ΕΕ πρέπει να αναπτύξει μια στρατηγική για τη σταδιακή κατάργηση του άνθρακα γρηγορότερα από ό,τι είναι σήμερα», συνοψίζει η Climate Analytics. Διαφορετικά, οι συνολικές εκπομπές της ΕΕ έως το 2050 θα αυξηθούν κατά 85%. Οι προσομοιώσεις της Climate Analytics έδειξαν ότι το 25% των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν σήμερα με καύση άνθρακα θα πρέπει να κλείσουν έως το 2020. Σε άλλα πέντε χρόνια, είναι απαραίτητο να κλείσει το 72% των θερμοηλεκτρικών σταθμών και να απαλλαγεί πλήρως από την ενέργεια άνθρακα έως το 2030.
Το κύριο ερώτημα είναι πώς να το κάνουμε; Σύμφωνα με την Climate Analytics, «το κρίσιμο ερώτημα είναι ποια κριτήρια πρέπει να χρησιμοποιηθούν για να καθοριστεί πότε θα κλείσουν ορισμένα TPP; Από την άποψη της γήινης ατμόσφαιρας, τα κριτήρια είναι άσχετα, καθώς οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου θα μειωθούν με τον σωστό ρυθμό. Όμως, από τη σκοπιά των πολιτικών, των ιδιοκτητών επιχειρήσεων και άλλων ενδιαφερομένων, η ανάπτυξη τέτοιων κριτηρίων είναι μια κρίσιμη στιγμή στη λήψη αποφάσεων».
Το Climate Analytics προσφέρει δύο πιθανές στρατηγικές για την εξάλειψη της χρήσης άνθρακα για παραγωγή ενέργειας. Το πρώτο είναι να κλείσουν πρώτα εκείνοι οι TPP που προηγούνται όσον αφορά τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Η δεύτερη στρατηγική είναι να κλείσουν τα εργοστάσια με τη μικρότερη επιχειρηματική αξία. Ένα ενδιαφέρον infographic έχει σχεδιαστεί για καθεμία από τις στρατηγικές, που δείχνει πώς θα αλλάξει το πρόσωπο της ΕΕ με τα χρόνια μετά το κλείσιμο των εργοστασίων άνθρακα. Στην πρώτη περίπτωση θα δεχτούν επίθεση η Πολωνία, η Τσεχία, η Βουλγαρία και η Δανία. Στη δεύτερη - επίσης η Πολωνία και η Δανία.
Δεν υπάρχει ενότητα
Η Climate Analytics σχεδίασε επίσης τα έτη κλεισίματος και για τους 300 σταθμούς σύμφωνα με δύο στρατηγικές. Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι αυτά τα χρόνια διαφέρουν σημαντικά από τις περιόδους λειτουργίας αυτών των σταθμών με τον συνήθη τρόπο λειτουργίας (τα λεγόμενα BAU - businnes as usual). Για παράδειγμα, ο μεγαλύτερος στην Ευρώπη σταθμός Belchatow στην Πολωνία (με χωρητικότητα άνω των 4,9 GW) μπορεί να λειτουργήσει τουλάχιστον έως το 2055. ενώ προτείνεται να κλείσει ήδη μέχρι το 2027 - ο ίδιος όρος υπό οποιοδήποτε σενάριο.
Σε γενικές γραμμές, η Climate Analytics προτείνει να κλείσει τρεις με τέσσερις δεκαετίες νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα, είναι ακριβώς πέντε πολωνικοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί που μπορούν να καπνίζουν ήρεμα μέχρι τη δεκαετία του 2060. Η Πολωνία, της οποίας ο ενεργειακός τομέας εξαρτάται κατά 80% από τον άνθρακα, είναι απίθανο να ικανοποιηθεί με μια τέτοια εξέλιξη γεγονότων (υπενθυμίζεται ότι αυτή η χώρα πρόκειται να αμφισβητήσει ακόμη και τις κλιματικές υποχρεώσεις που της επιβάλλονται από την ΕΕ στα δικαστήρια). Πέντε ακόμη σταθμοί από το Top 20 βρίσκονται στο Ηνωμένο Βασίλειο. οκτώ στη Γερμανία. Επίσης στην πρώτη εικοσαριά για το κλείσιμο - δύο θερμοηλεκτρικοί σταθμοί στην Ιταλία.
Ταυτόχρονα, το British Fiddler's Ferry (δυναμικότητας 2 GW) θα πρέπει να κλείσει ήδη το 2017 και οι υπόλοιποι βρετανικοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί, όπως δήλωσε η κυβέρνηση της χώρας αυτής, έως το 2025. Δηλαδή μόνο σε αυτή τη χώρα η διαδικασία μπορεί να είναι σχετικά ανώδυνη. όλα μπορεί να διαρκέσουν μέχρι το 2030, η εφαρμογή των δύο στρατηγικών θα διαφέρει ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες της γης (υπάρχουν περιοχές εξόρυξης άνθρακα) .Στην Τσεχική Δημοκρατία και τη Βουλγαρία, η παραγωγή άνθρακα θα πρέπει να καταργηθούν σταδιακά έως το 2020, κυρίως λόγω των σημαντικών εκπομπών.
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα πρέπει να αντικαταστήσουν τον άνθρακα. Η μείωση του κόστους παραγωγής ηλιακής και αιολικής ενέργειας είναι μια σημαντική τάση που πρέπει να υποστηριχθεί και να αναπτυχθεί, σύμφωνα με την Climate Analytics. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορούν να μεταμορφώσουν τον ενεργειακό τομέα, μεταξύ άλλων με τη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας (όχι μόνο στον ίδιο τον κλάδο, αλλά και στην παραγωγή εξοπλισμού). Η οποία, μεταξύ άλλων, θα μπορεί να απασχολεί το προσωπικό που απελευθερώνεται από τον τομέα της ενέργειας από άνθρακα.
Ωστόσο, η Climate Analytics παραδέχεται ότι δεν υπάρχει ενότητα στην Ευρώπη σχετικά με τον άνθρακα. Ενώ ορισμένες χώρες έχουν μειώσει σημαντικά την παραγωγή και ανακοίνωσαν την πλήρη απόρριψη αυτού του τύπου καυσίμου στα επόμενα 10-15 χρόνια (μεταξύ αυτών, για παράδειγμα, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Φινλανδία και η Γαλλία), άλλες είτε κατασκευάζουν είτε σχεδιάζουν να κατασκευάσουν νέο άνθρακα. εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής με καύση (Πολωνία και Ελλάδα). «Δίνεται μεγάλη προσοχή στα περιβαλλοντικά ζητήματα στην Ευρώπη, αλλά δύσκολα θα είναι δυνατό να εγκαταλειφθεί γρήγορα η παραγωγή άνθρακα. Πρώτον, είναι απαραίτητο να τεθούν σε λειτουργία δυναμικότητες αντικατάστασης, γιατί θερμότητα και φως χρειάζονται τόσο ο πληθυσμός όσο και η οικονομία. Αυτό είναι ακόμη πιο σημαντικό επειδή ελήφθησαν παλαιότερες αποφάσεις για το κλείσιμο ορισμένων πυρηνικών σταθμών στην Ευρώπη. Θα προκύψουν κοινωνικά προβλήματα, θα χρειαστεί επανεκπαίδευση ορισμένων από τους ίδιους τους υπαλλήλους των πρατηρίων, θα περικοπεί ένας σημαντικός αριθμός θέσεων εργασίας σε διάφορους κλάδους, γεγονός που αναμφίβολα θα αυξήσει την ένταση στην κοινωνία. Το κλείσιμο των εργοστασίων ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα θα επηρεάσει και τους προϋπολογισμούς, καθώς δεν θα υπάρχει σημαντική ομάδα φορολογουμένων και οι δείκτες λειτουργίας εκείνων των εταιρειών που προηγουμένως τους προμήθευαν αγαθά και υπηρεσίες θα μειωθούν σημαντικά. Εάν είναι δυνατή οποιαδήποτε λύση, τότε μπορεί να συνίσταται σε παρατεταμένη εγκατάλειψη της παραγωγής άνθρακα, με ταυτόχρονη συνέχιση των εργασιών για τη βελτίωση των τεχνολογιών για τη μείωση των εκπομπών από την καύση άνθρακα, τη βελτίωση της περιβαλλοντικής κατάστασης στους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα», λέει σ'αυτή την περίπτωση Ντμίτρι Μπαράνοφ, Κορυφαίος Εμπειρογνώμονας της Finam Management Company.
Τοπ-20 εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα στην Ευρώπη, τα οποία, σύμφωνα με την Climate Analytics, θα πρέπει να κλείσουν
Τι έχουμε;
Το μερίδιο της θερμικής παραγωγής στη δομή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία είναι περισσότερο από 64%, στη δομή της εγκατεστημένης ισχύος των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής UES - περισσότερο από 67%. Ωστόσο, στους TOP-10 μεγαλύτερους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς της χώρας, μόνο δύο σταθμοί λειτουργούν με άνθρακα - Reftinskaya και Ryazanskaya. κατά κύριο λόγο, η θερμική ενέργεια στη Ρωσία είναι φυσικό αέριο. «Η Ρωσία έχει μια από τις καλύτερες δομές ισορροπίας καυσίμου στον κόσμο. Χρησιμοποιούμε μόνο το 15% του άνθρακα για την παραγωγή ενέργειας. Κατά μέσο όρο σε όλο τον κόσμο, αυτό το ποσοστό είναι 30-35%. Στην Κίνα - 72%, στις ΗΠΑ και στη Γερμανία - 40%. Το έργο της μείωσης του μεριδίου των πηγών χωρίς άνθρακα στο 30% επιδιώκεται ενεργά και στην Ευρώπη. Στη Ρωσία, αυτό το πρόγραμμα, στην πραγματικότητα, έχει ήδη εφαρμοστεί », - δήλωσε ο επικεφαλής του Υπουργείου Ενέργειας της Ρωσικής Ομοσπονδίας Αλεξάντερ Νόβακμιλώντας στα τέλη Φεβρουαρίου στο πάνελ «Πράσινη οικονομία ως φορέας ανάπτυξης» στο Ρωσικό Επενδυτικό Φόρουμ 2017 στο Σότσι.
Το μερίδιο της πυρηνικής ενέργειας στο συνολικό όγκο του ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας είναι 16-17%, η υδροηλεκτρική παραγωγή - 18%, το φυσικό αέριο αντιπροσωπεύει περίπου το 40%. Σύμφωνα με το Ινστιτούτο Ενεργειακής Έρευνας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, ο άνθρακας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έχει αντικατασταθεί εδώ και πολύ καιρό ενεργά από αέριο και ατομική ενέργεια, και πιο γρήγορα στο ευρωπαϊκό τμήμα της Ρωσίας. Τα μεγαλύτερα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα βρίσκονται, ωστόσο, στο κέντρο και στα Ουράλια. Αλλά αν κοιτάξετε την εικόνα στον ενεργειακό τομέα στο πλαίσιο περιοχών, και όχι μεμονωμένων σταθμών, η εικόνα θα είναι διαφορετική: οι πιο «κάρβουνο» περιοχές βρίσκονται στη Σιβηρία και την Άπω Ανατολή. Η δομή των εδαφικών ενεργειακών ισοζυγίων εξαρτάται από το επίπεδο αεριοποίησης: είναι υψηλό στο ευρωπαϊκό τμήμα της Ρωσίας και χαμηλό στην Ανατολική Σιβηρία και όχι μόνο. Ο άνθρακας ως καύσιμο χρησιμοποιείται συνήθως σε αστικές μονάδες ΣΗΘ, όπου δεν παράγεται μόνο ηλεκτρική ενέργεια, αλλά και θερμότητα. Επομένως, η παραγωγή σε μεγάλες πόλεις (όπως το Krasnoyarsk) βασίζεται εξ ολοκλήρου στον άνθρακα. Σε γενικές γραμμές, το μερίδιο των θερμοηλεκτρικών σταθμών μόνο στο IES της Σιβηρίας αντιπροσωπεύει επί του παρόντος το 60% της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας - αυτό είναι περίπου 25 GW δυναμικότητας "κάρβουνου".
Όσον αφορά τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τώρα το μερίδιο αυτών των πηγών στο ενεργειακό ισοζύγιο της Ρωσικής Ομοσπονδίας ανέρχεται σε συμβολικό 0,2%. «Σκοπεύουμε να φτάσουμε το 3% - έως και 6 χιλιάδες MW λόγω διαφόρων μηχανισμών υποστήριξης», έκανε μια πρόβλεψη ο Novak. Η Rosseti δίνει πιο αισιόδοξες προβλέψεις: η εγκατεστημένη ισχύς των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη Ρωσία έως το 2030 μπορεί να αυξηθεί κατά 10 GW. Παρόλα αυτά, δεν αναμένεται παγκόσμια αναδιάρθρωση του ενεργειακού ισοζυγίου στη χώρα μας. «Σύμφωνα με προβλέψεις, μέχρι το 2050 θα υπάρχουν περίπου 10 δισεκατομμύρια άνθρωποι στον κόσμο. Ήδη σήμερα, περίπου 2 δισεκατομμύρια δεν έχουν πρόσβαση σε πηγές ενέργειας. Φανταστείτε ποια θα είναι η ανάγκη της ανθρωπότητας για ενέργεια σε 33 χρόνια και πώς θα πρέπει να αναπτυχθούν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για να καλύψουν όλη τη ζήτηση», - έτσι ο Alexander Novak αποδεικνύει τη βιωσιμότητα της παραδοσιακής ενέργειας.
«Σίγουρα δεν γίνεται λόγος για «απόσυρση του άνθρακα» στη Ρωσία, ειδικά αφού, σύμφωνα με την ενεργειακή στρατηγική μέχρι το 2035, σχεδιάζεται να αυξηθεί το μερίδιο του άνθρακα στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας», υπενθυμίζει Ντμίτρι Μπαράνοφαπό το Ηνωμένο Βασίλειο Finam Management. - Μαζί με το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, ο άνθρακας είναι ένα από τα πιο σημαντικά ορυκτά στον πλανήτη και η Ρωσία, ως μια από τις μεγαλύτερες χώρες στον κόσμο όσον αφορά τα αποθέματα και την παραγωγή της, είναι απλώς υποχρεωμένη να δώσει τη δέουσα προσοχή στην ανάπτυξη του αυτή τη βιομηχανία. Το 2014, σε μια συνεδρίαση της ρωσικής κυβέρνησης, ο Novak παρουσίασε ένα πρόγραμμα για την ανάπτυξη της βιομηχανίας άνθρακα στη Ρωσία μέχρι το 2030. Επικεντρώνεται στη δημιουργία νέων κέντρων εξόρυξης άνθρακα, κυρίως στη Σιβηρία και στην Άπω Ανατολή, στη βελτίωση του επιστημονικού και τεχνικού δυναμικού στη βιομηχανία, καθώς και στην υλοποίηση έργων στη χημεία άνθρακα».
Οι μεγαλύτεροι σταθμοί παραγωγής άνθρακα στη Ρωσία
Reftinskaya GRES (Enel Ρωσία)
Είναι ο μεγαλύτερος θερμοηλεκτρικός σταθμός στη Ρωσία με καύση άνθρακα (και ο δεύτερος στους 10 κορυφαίους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς της χώρας). Βρίσκεται στην περιοχή Sverdlovsk, 100 km βορειοανατολικά του Yekaterinburg και 18 km από το Asbest.
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς - 3800 MW.
Εγκατεστημένη θερμική ικανότητα - 350 Gcal / h.
Παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα στις βιομηχανικές περιοχές των περιοχών Sverdlovsk, Tyumen, Perm και Chelyabinsk.
Η κατασκευή του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ξεκίνησε το 1963, η πρώτη μονάδα παραγωγής ενέργειας ξεκίνησε το 1970 και η τελευταία το 1980.
Ryazanskaya GRES (OGK-2)
Πέμπτος στους 10 μεγαλύτερους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς στη Ρωσία. Εργασίες σε άνθρακα (πρώτο στάδιο) και φυσικό αέριο (δεύτερο στάδιο). Βρίσκεται στο Novomichurinsk (περιοχή Ryazan), 80 χλμ νότια του Ryazan.
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς (μαζί με το GRES-24) - 3.130 MW.
Εγκατεστημένη θερμική ισχύς - 180 Gcal / ώρα.
Η κατασκευή ξεκίνησε το 1968. Η πρώτη μονάδα ισχύος τέθηκε σε λειτουργία το 1973, η τελευταία στις 31 Δεκεμβρίου 1981.
Novocherkasskaya GRES (OGK-2)
Βρίσκεται στη μικροπεριοχή Donskoy στο Novocherkassk (περιοχή Rostov), 53 χλμ νοτιοανατολικά του Rostov-on-Don. Τροφοδοτείται από φυσικό αέριο και άνθρακα. Ο μοναδικός θερμοηλεκτρικός σταθμός στη Ρωσία που χρησιμοποιεί τοπικά απόβλητα από εξόρυξη άνθρακα και προετοιμασία άνθρακα - ορυχείο ανθρακίτη.
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς - 2.229 MW.
Εγκατεστημένη θερμική ισχύς - 75 Gcal / ώρα.
Η κατασκευή ξεκίνησε το 1956. Η πρώτη μονάδα ισχύος τέθηκε σε λειτουργία το 1965, η τελευταία - η όγδοη - το 1972.
Kashirskaya GRES ("InterRAO")
Βρίσκεται στην Kashira (περιοχή Μόσχας).
Τροφοδοτείται από άνθρακα και φυσικό αέριο.
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς - 1.910 MW.
Εγκατεστημένη θερμική ικανότητα - 458 Gcal / h.
Ανατέθηκε το 1922 σύμφωνα με το σχέδιο GOELRO. Στη δεκαετία του 1960 πραγματοποιήθηκε εκσυγχρονισμός μεγάλης κλίμακας στο σταθμό.
Οι κονιοποιημένες μονάδες παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα Νο. 1 και Νο. 2 προγραμματίζεται να παροπλιστούν το 2019. Μέχρι το 2020, η ίδια τύχη περιμένει τέσσερις ακόμη μονάδες ισχύος που λειτουργούν με καύσιμο πετρελαίου φυσικού αερίου. Θα παραμείνει σε λειτουργία μόνο το πιο σύγχρονο μπλοκ Νο 3 ισχύος 300 MW.
Primorskaya GRES (RAO ES της Ανατολής)
Βρίσκεται στο Luchegorsk (Primorsky Territory).
Ο ισχυρότερος θερμοηλεκτρικός σταθμός στην Άπω Ανατολή. Εργασίες σε άνθρακα από το ανθρακωρυχείο Luchegorsk. Παρέχει το μεγαλύτερο μέρος της κατανάλωσης ενέργειας του Primorye.
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς - 1467 MW.
Εγκατεστημένη θερμοχωρητικότητα - 237 Gcal / ώρα.
Η πρώτη μονάδα ισχύος του σταθμού τέθηκε σε λειτουργία το 1974, η τελευταία το 1990. Το GRES βρίσκεται πρακτικά «επάνω» σε ένα ανθρακωρυχείο - πουθενά αλλού στη Ρωσία δεν έχει κατασκευαστεί σταθμός ηλεκτροπαραγωγής σε τόσο κοντινή απόσταση από μια πηγή καυσίμου.
Troitskaya GRES (OGK-2)
Βρίσκεται στο Troitsk (περιοχή Chelyabinsk). Σε ευνοϊκή τοποθεσία στο βιομηχανικό τρίγωνο Αικατερίνμπουργκ - Τσελιάμπινσκ - Μαγκνιτογκόρσκ.Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς - 1.400 MW.
Εγκατεστημένη θερμική ισχύς - 515 Gcal / ώρα.
Το πρώτο στάδιο του σταθμού ξεκίνησε το 1960. Ο εξοπλισμός του δεύτερου σταδίου (για 1200 MW) παροπλίστηκε το 1992-2016.
Το 2016 τέθηκε σε λειτουργία μια μοναδική μονάδα παραγωγής ενέργειας κονιοποιημένου άνθρακα Νο. 10 ισχύος 660 MW.
Gusinoozerskaya GRES ("InterRAO")
Βρίσκεται στο Gusinoozersk (Δημοκρατία της Buryatia), παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε καταναλωτές στη Buryatia και στις γειτονικές περιοχές. Το κύριο καύσιμο για τον σταθμό είναι ο καφές άνθρακας από το ανοιχτό ορυχείο Okino-Klyuchevsky και το κοίτασμα Gusinoozyorsky.
Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς - 1160 MW.
Εγκατεστημένη θερμική ικανότητα - 224,5 Gcal / h.
Τέσσερις μονάδες ισχύος του πρώτου σταδίου τέθηκαν σε λειτουργία από το 1976 έως το 1979. Η θέση σε λειτουργία του δεύτερου σταδίου ξεκίνησε το 1988 με την έναρξη της μονάδας ισχύος Νο. 5.
Ο θερμοηλεκτρικός σταθμός είναι ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας για τη μετατροπή της ενέργειας καυσίμου σε μηχανική ενέργεια
Ιστοσελίδα IA.Θερμοηλεκτρικός σταθμός (θερμοηλεκτρικός σταθμός) - ένας σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει ηλεκτρική ενέργεια μετατρέποντας τη χημική ενέργεια του καυσίμου σε μηχανική ενέργεια περιστροφής του άξονα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας.
|
|
||
|---|---|---|
| 1 | Πύργος ψύξης | Πύργος ψύξης |
| 2 | Αντλία νερού ψύξης | Αντλία ψύξης νερού; Αντλία κυκλοφορίας |
| 3 | Γραμμή μεταφοράς (3-φασική) | Γραμμή ρεύματος (3 φάσεων) |
| 4 | Μετασχηματιστής ανόδου (3-φασικός) | Μετασχηματιστής ανόδου |
| 5 | Ηλεκτρική γεννήτρια (3 φάσεων) | Ηλεκτρογεννήτρια; Γεννήτρια ηλεκτρικής μηχανής |
| 6 | Ατμοστρόβιλος χαμηλής πίεσης | Ατμοστρόβιλος χαμηλής πίεσης |
| 7 | Αντλία συμπυκνώματος | Αντλία συμπυκνώματος |
| 8 | Επιφανειακός συμπυκνωτής | Επιφανειακός συμπυκνωτής |
| 9 | Ατμοστρόβιλος ενδιάμεσης πίεσης | Ατμοτουρμπίνα μέσης πίεσης |
| 10 | Βαλβίδα ελέγχου ατμού | Βαλβίδα ελέγχου ατμού |
| 11 | Ατμοστρόβιλος υψηλής πίεσης | Ατμοστρόβιλος υψηλής πίεσης |
| 12 | Εξαερωτή | Εξαερωτή |
| 13 | Θερμοσίφωνας τροφοδοσίας | Θερμοσίφωνας τροφοδοσίας |
| 14 | Μεταφορέας άνθρακα | Μεταφορέας άνθρακα |
| 15 | χοάνη άνθρακα | αποθήκη άνθρακα |
| 16 | κονιοποιητής άνθρακα | Μύλος άλεσης άνθρακα; Μύλος Άλεσης Άνθρακα |
| 17 | Τύμπανο λέβητα | Τύμπανο λέβητα |
| 18 | Κάτω χοάνη τέφρας | Αποθήκη σκωρίας |
| 19 | Υπερθερμαντήρας | Υπερθερμαντήρας? Υπερθερμαντήρας ατμού |
| 20 | Αναγκαστική βύθιση (βύθισμα) ανεμιστήρα | Ανεμιστήρας ανεμιστήρα? Βεντιλατέρ |
| 21 | Αναθερμαντήρας | Ενδιάμεσος υπερθερμαντήρας |
| 22 | Εισαγωγή αέρα καύσης | Πρωτεύουσα εισαγωγή αέρα. Εισαγωγή αέρα στην εστία |
| 23 | Economiser | Economizer |
| 24 | Προθερμαντήρας αέρα | Προθερμαντήρας αέρα |
| 25 | Κατακρημνιστής | Συλλέκτης τέφρας |
| 26 | Προκαλούμενο βύθισμα (βύθισμα) ανεμιστήρα | Καπνός εξάτμισης? Ανεμιστήρας εξάτμισης |
| 27 | Στοίβα καυσαερίων | Καμινάδα |
| 28 | Αντλία τροφοδοσίας | Αντλία τροφοδοσίας |
Ο άνθρακας μεταφέρεται (14) από έναν εξωτερικό άξονα και αλέθεται σε πολύ λεπτή σκόνη με μεγάλες μεταλλικές σφαίρες σε ένα μύλο (16).
Εκεί αναμιγνύεται με τον προθερμασμένο αέρα (24) που φυσάει ο ανεμιστήρας (20).
Το μείγμα ζεστού αέρα-καυσίμου με δύναμη, σε υψηλή πίεση, εισέρχεται στο λέβητα, όπου αναφλέγεται γρήγορα.
Το νερό ρέει κατακόρυφα πάνω στα σωληνωτά τοιχώματα του λέβητα, όπου μετατρέπεται σε ατμό και εισέρχεται στο τύμπανο του λέβητα (17), στο οποίο ο ατμός διαχωρίζεται από το υπόλοιπο νερό.
Ο ατμός περνά μέσα από μια πολλαπλή στο καπάκι του τυμπάνου σε έναν υπερκείμενο θερμαντήρα (19) όπου η πίεση και η θερμοκρασία του ανεβαίνουν γρήγορα στα 200 bar και στους 570 ° C, αρκετά ώστε τα τοιχώματα του σωλήνα να λάμπουν ένα θαμπό κόκκινο.
Στη συνέχεια, ο ατμός εισέρχεται στον στρόβιλο υψηλής πίεσης (11), τον πρώτο από τους τρεις στη διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η βαλβίδα ελέγχου παροχής ατμού (10) παρέχει τόσο χειροκίνητο έλεγχο της τουρμπίνας όσο και αυτόματο έλεγχο σύμφωνα με τις καθορισμένες παραμέτρους.
Ο ατμός εκκενώνεται από τον στρόβιλο υψηλής πίεσης τόσο με μείωση της πίεσης όσο και της θερμοκρασίας, μετά την οποία επιστρέφει στον αναθερμαντήρα (21) του λέβητα για θέρμανση.
Οι TPP είναι ο κύριος τύπος σταθμών παραγωγής ενέργειας στη Ρωσία, το μερίδιο της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από αυτούς είναι 67% το 2000.
Στις βιομηχανικές χώρες, το ποσοστό αυτό φτάνει το 80%.
Η θερμική ενέργεια στους TPP χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού και την παραγωγή ατμού - σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ατμοστροβίλων ή για τη λήψη θερμών αερίων σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων.
Για να ληφθεί θερμότητα, τα οργανικά καύσιμα καίγονται σε λέβητες των ΤΡΡ.
Ως καύσιμο χρησιμοποιούνται άνθρακας, τύρφη, φυσικό αέριο, μαζούτ, σχιστόλιθος πετρελαίου.
1. Μονάδες ηλεκτροπαραγωγής κρεβατιών και στροβίλων
1.1. Σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής συμπύκνωσης (IES, ιστορικά έλαβε το όνομα GRES - κρατικός περιφερειακός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής)
1.2 Σταθμοί συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτροπαραγωγής (σταθμοί συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτροπαραγωγής, σταθμοί συνδυασμένης θερμότητας και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας)
2.Μονάδες ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων
3. Σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που βασίζονται σε μονάδες συνδυασμένου κύκλου
4.Μονάδες ηλεκτροπαραγωγής βασισμένες σε εμβολοφόρους κινητήρες
5. Συνδυασμένος κύκλος
Το 1879, όταν Τόμας Άλβα Έντισονεφηύρε τον λαμπτήρα πυρακτώσεως, ξεκίνησε η εποχή της ηλεκτροδότησης. Η παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας απαιτούσε φθηνά και άμεσα διαθέσιμα καύσιμα. Ο άνθρακας πληρούσε αυτές τις απαιτήσεις και τα πρώτα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας (που χτίστηκαν στα τέλη του 19ου αιώνα από τον ίδιο τον Έντισον) λειτουργούσαν με άνθρακα.
Καθώς κατασκευάζονταν όλο και περισσότεροι σταθμοί στη χώρα, η εξάρτηση από τον άνθρακα αυξανόταν. Από τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, περίπου το ήμισυ της ετήσιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας των ΗΠΑ προέρχεται από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα. Το 1986, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς τέτοιων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής ήταν 289.000 MW και κατανάλωναν το 75% της συνολικής ποσότητας (900 εκατομμύρια τόνοι) άνθρακα που εξορύσσονταν στη χώρα. Δεδομένων των υφιστάμενων αβεβαιοτήτων σχετικά με τις προοπτικές για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας και την ανάπτυξη της παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου, μπορεί να υποτεθεί ότι μέχρι το τέλος του αιώνα, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με καύση άνθρακα θα παράγουν έως και το 70% της συνολικής ηλεκτρικής ενέργειας που παράγονται στη χώρα.
Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι ο άνθρακας ήταν από καιρό και θα είναι η κύρια πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για πολλά χρόνια (στις Ηνωμένες Πολιτείες, αντιπροσωπεύει περίπου το 80% των αποθεμάτων όλων των τύπων φυσικών καυσίμων), ποτέ δεν ήταν η βέλτιστη καυσίμων για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Το ειδικό ενεργειακό περιεχόμενο ανά μονάδα βάρους (δηλαδή η θερμογόνος δύναμη) του άνθρακα είναι χαμηλότερο από αυτό του πετρελαίου ή του φυσικού αερίου. Είναι πιο δύσκολη η μεταφορά και, επιπλέον, η καύση άνθρακα προκαλεί μια σειρά από ανεπιθύμητες περιβαλλοντικές συνέπειες, ιδίως την όξινη βροχή. Από τα τέλη της δεκαετίας του '60, η ελκυστικότητα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα έχει μειωθεί απότομα λόγω της αυστηροποίησης των απαιτήσεων για περιβαλλοντική ρύπανση με αέριες και στερεές εκπομπές με τη μορφή τέφρας και σκωρίας. Το κόστος επίλυσης αυτών των περιβαλλοντικών προβλημάτων, μαζί με το αυξανόμενο κόστος κατασκευής πολύπλοκων εγκαταστάσεων, όπως οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί, έχουν κάνει τις προοπτικές ανάπτυξής τους λιγότερο ευνοϊκές από καθαρά οικονομική άποψη.
Ωστόσο, εάν αλλάξει η τεχνολογική βάση των θερμοηλεκτρικών σταθμών με καύση άνθρακα, η προηγούμενη ελκυστικότητά τους μπορεί να αναβιώσει. Ορισμένες από αυτές τις αλλαγές έχουν εξελικτικό χαρακτήρα και στοχεύουν κυρίως στην αύξηση της χωρητικότητας των υφιστάμενων εγκαταστάσεων. Παράλληλα, αναπτύσσονται εντελώς νέες διαδικασίες καύσης άνθρακα χωρίς απόβλητα, δηλαδή με ελάχιστη ζημιά στο περιβάλλον. Η εισαγωγή νέων τεχνολογικών διαδικασιών αποσκοπεί στο να διασφαλίσει ότι οι μελλοντικοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με καύση άνθρακα μπορούν να ελέγχονται αποτελεσματικά για τον βαθμό περιβαλλοντικής ρύπανσης, έχουν ευελιξία ως προς τη δυνατότητα χρήσης διαφόρων τύπων άνθρακα και δεν απαιτούν μεγάλους χρόνους κατασκευής.
Προκειμένου να εκτιμήσετε τη σημασία της προόδου στην τεχνολογία καύσης άνθρακα, εξετάστε εν συντομία τη λειτουργία ενός συμβατικού θερμοηλεκτρικού σταθμού με καύση άνθρακα. Ο άνθρακας καίγεται στον κλίβανο ενός λέβητα ατμού, ο οποίος είναι ένας τεράστιος θάλαμος με σωλήνες μέσα, στον οποίο το νερό μετατρέπεται σε ατμό. Πριν τροφοδοτηθεί στον κλίβανο, ο άνθρακας συνθλίβεται σε σκόνη, λόγω της οποίας επιτυγχάνεται σχεδόν η ίδια πληρότητα καύσης όπως κατά την καύση εύφλεκτων αερίων. Ένας μεγάλος λέβητας ατμού καταναλώνει κατά μέσο όρο 500 τόνους κονιοποιημένο άνθρακα την ώρα και παράγει 2,9 εκατομμύρια κιλά ατμού, που είναι αρκετό για την παραγωγή 1 εκατομμυρίου kWh ηλεκτρικής ενέργειας. Την ίδια ώρα, ο λέβητας εκπέμπει περίπου 100.000 m3 αερίων στην ατμόσφαιρα.
Ο παραγόμενος ατμός διέρχεται από έναν υπερθερμαντήρα, όπου η θερμοκρασία και η πίεσή του αυξάνονται, και στη συνέχεια εισέρχεται σε μια τουρμπίνα υψηλής πίεσης. Η μηχανική ενέργεια της περιστροφής του στροβίλου μετατρέπεται από μια ηλεκτρική γεννήτρια σε ηλεκτρική ενέργεια. Προκειμένου να επιτευχθεί υψηλότερη απόδοση μετατροπής ενέργειας, ο ατμός από τον στρόβιλο συνήθως επιστρέφει στο λέβητα για αναθέρμανση και στη συνέχεια κινεί έναν ή δύο στρόβιλους χαμηλής πίεσης πριν συμπυκνωθεί με ψύξη. Το συμπύκνωμα επιστρέφει στον κύκλο του λέβητα.
Ο εξοπλισμός των θερμοηλεκτρικών σταθμών περιλαμβάνει μηχανισμούς τροφοδοσίας καυσίμων, λέβητες, τουρμπίνες, γεννήτριες, καθώς και πολύπλοκα συστήματα ψύξης, καθαρισμό καυσαερίων και απομάκρυνση τέφρας. Όλα αυτά τα πρωτογενή και δευτερεύοντα συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν αξιόπιστα για 40 χρόνια ή περισσότερα σε φορτία που κυμαίνονται από το 20% της εγκατεστημένης ισχύος της μονάδας έως το μέγιστο. Το κεφαλαιουχικό κόστος εξοπλισμού για μια τυπική μονάδα θερμικής ενέργειας 1.000 MW είναι συνήθως πάνω από 1 δισεκατομμύριο δολάρια.
Η απόδοση με την οποία η θερμότητα που απελευθερώνεται από την καύση άνθρακα μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια ήταν μόνο 5% πριν από το 1900, αλλά μέχρι το 1967 είχε φτάσει το 40%. Με άλλα λόγια, σε μια περίοδο περίπου 70 ετών, η ειδική κατανάλωση άνθρακα ανά μονάδα παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας έχει οκταπλασιαστεί. Αντίστοιχα, το κόστος 1 kW εγκατεστημένης ισχύος θερμοηλεκτρικών σταθμών μειώθηκε επίσης: αν το 1920 ήταν 350 $ (σε τιμές 1967), τότε το 1967 έπεσε στα 130 $. Η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται επίσης μειώθηκε την ίδια περίοδο από 25 σεντ σε 2 σεντ ανά kWh.
Ωστόσο, ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1960, ο ρυθμός της προόδου άρχισε να μειώνεται. Αυτή η τάση, προφανώς, εξηγείται από το γεγονός ότι οι παραδοσιακοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί έχουν φτάσει στο όριο της τελειότητάς τους, που καθορίζεται από τους νόμους της θερμοδυναμικής και τις ιδιότητες των υλικών από τα οποία κατασκευάζονται οι λέβητες και οι στρόβιλοι. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1970, αυτοί οι τεχνικοί παράγοντες έχουν επιδεινωθεί από νέους οικονομικούς και οργανωτικούς λόγους. Ειδικότερα, οι κεφαλαιουχικές δαπάνες έχουν αυξηθεί απότομα, ο ρυθμός αύξησης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας έχει επιβραδυνθεί, οι απαιτήσεις για προστασία του περιβάλλοντος από επιβλαβείς εκπομπές έχουν γίνει πιο αυστηρές και τα χρονοδιαγράμματα για την υλοποίηση έργων κατασκευής σταθμών ηλεκτροπαραγωγής έχουν επιμηκυνθεί. Ως αποτέλεσμα, το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από άνθρακα, το οποίο είχε μακροπρόθεσμη πτωτική τάση, έχει αυξηθεί κατακόρυφα. Πράγματι, το 1 kW ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από νέους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς κοστίζει τώρα περισσότερο από ό,τι το 1920 (σε συγκρίσιμες τιμές).
Τα τελευταία 20 χρόνια, το κόστος των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα έχει επηρεαστεί περισσότερο από αυστηρότερες απαιτήσεις για την απομάκρυνση των αερίων,
υγρά και στερεά απόβλητα. Τα συστήματα καθαρισμού αερίου και διαχείρισης τέφρας στις σύγχρονες θερμοηλεκτρικές μονάδες αντιπροσωπεύουν πλέον το 40% του κεφαλαιακού κόστους και το 35% του λειτουργικού κόστους. Από τεχνική και οικονομική άποψη, το πιο σημαντικό στοιχείο ενός συστήματος ελέγχου εκπομπών είναι μια μονάδα αποθείωσης καυσαερίων, η οποία συχνά αναφέρεται ως σύστημα συλλογής υγρής σκόνης. Ένας συλλέκτης υγρής σκόνης (scrubber) παγιδεύει τα οξείδια του θείου, τα οποία είναι οι κύριοι ρύποι που σχηματίζονται κατά την καύση του άνθρακα.
Η ιδέα της συλλογής υγρής σκόνης είναι απλή, αλλά στην πράξη αποδεικνύεται δύσκολη και ακριβή. Μια αλκαλική ουσία, συνήθως ασβέστης ή ασβεστόλιθος, αναμιγνύεται με νερό και το διάλυμα ψεκάζεται στο ρεύμα καυσαερίων. Τα οξείδια του θείου που περιέχονται στα καυσαέρια απορροφώνται από τα αλκαλικά σωματίδια και καθιζάνουν από το διάλυμα με τη μορφή αδρανούς θειώδους ή θειικού ασβεστίου (γύψος). Ο γύψος μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί ή, εάν είναι αρκετά καθαρός, να διατεθεί στο εμπόριο ως δομικό υλικό. Σε πιο πολύπλοκα και ακριβά συστήματα πλύσης, η ιλύς γύψου μπορεί να μετατραπεί σε θειικό οξύ ή στοιχειακό θείο, τα οποία είναι πιο πολύτιμα χημικά προϊόντα. Από το 1978, η εγκατάσταση πλυντηρίων είναι υποχρεωτική σε όλες τις υπό κατασκευή θερμοηλεκτρικές μονάδες κονιοποιημένης καύσης άνθρακα. Ως αποτέλεσμα, η ενεργειακή βιομηχανία των ΗΠΑ έχει πλέον περισσότερες μονάδες καθαρισμού από τον υπόλοιπο κόσμο.
Το κόστος ενός συστήματος πλύσης σε νέες εγκαταστάσεις είναι συνήθως 150-200 $ ανά 1 kW εγκατεστημένης ισχύος. Η εγκατάσταση πλυντηρίων σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις, που αρχικά σχεδιάστηκαν χωρίς υγρό καθαρισμό αερίου, είναι 10-40% ακριβότερη από ό,τι σε νέες εγκαταστάσεις. Το κόστος λειτουργίας των πλυντηρίων είναι αρκετά υψηλό είτε τοποθετούνται σε παλιές είτε σε νέες εγκαταστάσεις. Οι πλυντρίδες δημιουργούν μια τεράστια ποσότητα λάσπης γύψου, η οποία πρέπει να διατηρηθεί σε λίμνες καθίζησης ή να απορριφθεί, γεγονός που δημιουργεί ένα νέο περιβαλλοντικό πρόβλημα. Για παράδειγμα, ένας θερμοηλεκτρικός σταθμός 1000 MW που λειτουργεί με άνθρακα που περιέχει 3% θείο παράγει τόση λάσπη ετησίως που μπορούν να καλύψουν μια περιοχή 1 km2 με ένα στρώμα πάχους περίπου 1 m.
Επιπλέον, τα συστήματα υγρού καθαρισμού αερίου καταναλώνουν πολύ νερό (σε μια μονάδα 1000 MW, η κατανάλωση νερού είναι περίπου 3800 l/min) και ο εξοπλισμός και οι αγωγοί τους είναι συχνά επιρρεπείς σε απόφραξη και διάβρωση. Αυτοί οι παράγοντες αυξάνουν το λειτουργικό κόστος και μειώνουν τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος. Τέλος, στα συστήματα πλύσης, από 3 έως 8% της ενέργειας που παράγεται από τον σταθμό καταναλώνεται για την οδήγηση αντλιών και απαγωγών καπνού και για τη θέρμανση των καυσαερίων μετά τον καθαρισμό αερίου, κάτι που είναι απαραίτητο για την αποφυγή συμπύκνωσης και διάβρωσης στις καμινάδες.
Η ευρεία υιοθέτηση των scrubbers στην αμερικανική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας δεν ήταν απλή ή φθηνή. Οι πρώτες εγκαταστάσεις πλυντηρίων ήταν σημαντικά λιγότερο αξιόπιστες από τον υπόλοιπο εξοπλισμό του σταθμού, επομένως τα εξαρτήματα των συστημάτων πλύσης σχεδιάστηκαν με μεγάλο περιθώριο ασφάλειας και αξιοπιστίας. Μερικές από τις δυσκολίες που σχετίζονται με την εγκατάσταση και τη λειτουργία των πλυντηρίων μπορούν να αποδοθούν στο γεγονός ότι η βιομηχανική εφαρμογή της τεχνολογίας πλυντηρίων ξεκίνησε πρόωρα. Μόλις τώρα, μετά από 25 χρόνια εμπειρίας, η αξιοπιστία των συστημάτων scrubber έφτασε σε αποδεκτό επίπεδο.
Το κόστος των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα έχει αυξηθεί, όχι μόνο λόγω της υποχρεωτικής παρουσίας συστημάτων ελέγχου των εκπομπών, αλλά και επειδή το ίδιο το κόστος κατασκευής έχει εκτοξευθεί στα ύψη. Ακόμη και αν ληφθεί υπόψη ο πληθωρισμός, το μοναδιαίο κόστος της εγκατεστημένης ισχύος των θερμοηλεκτρικών σταθμών με καύση άνθρακα είναι τώρα τρεις φορές υψηλότερο από το 1970. Τα τελευταία 15 χρόνια, οι «οικονομίες κλίμακας», δηλαδή τα οφέλη από την κατασκευή των μεγάλων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, έχουν αντισταθμιστεί από σημαντική αύξηση του κόστους κατασκευής ... Αυτή η αύξηση της τιμής αντανακλά εν μέρει το υψηλό κόστος χρηματοδότησης μακροπρόθεσμων έργων κεφαλαιουχικής κατασκευής.
Ο αντίκτυπος της καθυστέρησης στην υλοποίηση του έργου μπορεί να φανεί στο παράδειγμα των ιαπωνικών ενεργειακών εταιρειών. Οι ιαπωνικές επιχειρήσεις είναι συνήθως πιο ευέλικτες από τις αμερικανικές ομολόγους τους στην αντιμετώπιση των οργανωτικών, τεχνικών και οικονομικών προβλημάτων που συχνά καθυστερούν την έναρξη λειτουργίας μεγάλων κατασκευαστικών έργων. Στην Ιαπωνία, ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας μπορεί να κατασκευαστεί και να τεθεί σε λειτουργία σε 30-40 μήνες, ενώ στις Ηνωμένες Πολιτείες, ένα εργοστάσιο ίδιας ισχύος συνήθως διαρκεί 50-60 μήνες. Με τόσο μεγάλους χρόνους υλοποίησης του έργου, το κόστος μιας νέας μονάδας υπό κατασκευή (και, επομένως, το κόστος του παγωμένου κεφαλαίου) είναι συγκρίσιμο με το πάγιο κεφάλαιο πολλών εταιρειών ενέργειας των ΗΠΑ.
Ως εκ τούτου, οι εταιρείες ενέργειας αναζητούν τρόπους για να μειώσουν το κόστος κατασκευής νέων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, ιδίως με τη χρήση αρθρωτών μονάδων χαμηλότερης δυναμικότητας, οι οποίες μπορούν να μεταφερθούν γρήγορα και να εγκατασταθούν σε μια υπάρχουσα μονάδα για να καλύψουν την αυξανόμενη ζήτηση. Αυτά τα εργοστάσια μπορούν να έρθουν στο διαδίκτυο σε συντομότερο χρονικό διάστημα και ως εκ τούτου να πληρώσουν για τον εαυτό τους πιο γρήγορα, ακόμη και αν η απόδοση επένδυσης παραμένει σταθερή. Η εγκατάσταση νέων μονάδων μόνο όταν απαιτείται αύξηση της χωρητικότητας του συστήματος μπορεί να οδηγήσει σε καθαρή εξοικονόμηση έως και 200 $ ανά kW, αν και χάνονται οικονομίες κλίμακας με μικρότερες μονάδες.
Ως εναλλακτική λύση στην κατασκευή νέων εγκαταστάσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας έχουν επίσης εξασκήσει τον εκ των υστέρων εξοπλισμό των υφιστάμενων παλαιών σταθμών παραγωγής ενέργειας για να βελτιώσουν την απόδοσή τους και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής τους. Αυτή η στρατηγική απαιτεί φυσικά λιγότερες κεφαλαιουχικές δαπάνες από την κατασκευή νέων σταθμών. Αυτή η τάση δικαιολογείται επίσης επειδή οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που κατασκευάστηκαν πριν από περίπου 30 χρόνια δεν είναι ακόμη ηθικά απαρχαιωμένοι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, λειτουργούν ακόμη και με υψηλότερη απόδοση, αφού δεν είναι εξοπλισμένα με πλυντρίδες. Οι παλιοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αποκτούν αυξανόμενο μερίδιο στον ενεργειακό τομέα της χώρας. Το 1970, μόνο 20 εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν άνω των 30 ετών. Μέχρι το τέλος του αιώνα, τα 30 χρόνια θα είναι η μέση ηλικία των θερμοηλεκτρικών σταθμών με καύση άνθρακα.
Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας αναζητούν επίσης τρόπους μείωσης του λειτουργικού κόστους των εγκαταστάσεων. Για την αποφυγή ενεργειακών απωλειών, είναι απαραίτητο να παρέχεται έγκαιρη προειδοποίηση για την επιδείνωση της απόδοσης των σημαντικότερων χώρων της εγκατάστασης. Ως εκ τούτου, η συνεχής παρακολούθηση της κατάστασης των εξαρτημάτων και των συστημάτων γίνεται σημαντικό μέρος της λειτουργικής υπηρεσίας. Αυτή η συνεχής παρακολούθηση των φυσικών διεργασιών φθοράς, διάβρωσης και διάβρωσης επιτρέπει στους χειριστές των εγκαταστάσεων να λαμβάνουν έγκαιρα μέτρα και να αποτρέπουν την έκτακτη αστοχία των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Η σημασία τέτοιων μέτρων μπορεί να εκτιμηθεί σωστά αν λάβουμε υπόψη, για παράδειγμα, ότι η αναγκαστική διακοπή λειτουργίας μιας μονάδας με καύση άνθρακα 1000 MW θα μπορούσε να επιφέρει στην ενεργειακή εταιρεία απώλειες ύψους 1 εκατομμυρίου δολαρίων ημερησίως, κυρίως επειδή η μη αναφερόμενη ενέργεια πρέπει να αντισταθμιστεί με την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας από ακριβότερες πηγές.
Η αύξηση του μοναδιαίου κόστους μεταφοράς και επεξεργασίας άνθρακα και αφαίρεσης τέφρας έχει καταστήσει την ποιότητα του άνθρακα (που καθορίζεται από την υγρασία, το θείο και άλλα ορυκτά) σημαντικό παράγοντα για τον καθορισμό της απόδοσης και της οικονομίας των θερμοηλεκτρικών σταθμών. Αν και ο άνθρακας χαμηλής ποιότητας μπορεί να κοστίζει λιγότερο από τον άνθρακα υψηλής ποιότητας, η κατανάλωσή του για την παραγωγή της ίδιας ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ μεγαλύτερη. Το κόστος μεταφοράς περισσότερου άνθρακα χαμηλής ποιότητας μπορεί να αντισταθμίσει το όφελος της χαμηλότερης τιμής του. Επιπλέον, ο άνθρακας χαμηλής ποιότητας παράγει συνήθως περισσότερα απόβλητα από τον άνθρακα υψηλής ποιότητας και επομένως απαιτεί υψηλό κόστος αφαίρεσης τέφρας. Τέλος, η σύνθεση των κάρβουνων χαμηλής ποιότητας υπόκειται σε μεγάλες διακυμάνσεις, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον «συντονισμό» του συστήματος καυσίμου του σταθμού ώστε να λειτουργεί με τη μέγιστη δυνατή απόδοση. Σε αυτή την περίπτωση, το σύστημα πρέπει να ρυθμιστεί έτσι ώστε να μπορεί να λειτουργεί στη χειρότερη αναμενόμενη βαθμολογία.
Σε υπάρχοντες σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, η ποιότητα του άνθρακα μπορεί να βελτιωθεί ή τουλάχιστον να σταθεροποιηθεί αφαιρώντας ορισμένες ακαθαρσίες, όπως ορυκτά που περιέχουν θείο, πριν από την καύση. Στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας, ο θρυμματισμένος «βρώμικος» άνθρακας διαχωρίζεται από τις ακαθαρσίες με πολλούς τρόπους, εκμεταλλευόμενοι τις διαφορές στο ειδικό βάρος ή άλλα φυσικά χαρακτηριστικά του άνθρακα και των ακαθαρσιών.
Παρά αυτές τις προσπάθειες βελτίωσης της απόδοσης των υφιστάμενων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα, επιπλέον 150.000 MW ισχύος θα πρέπει να λειτουργήσει στις Ηνωμένες Πολιτείες μέχρι το τέλος του αιώνα, εάν η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αυξηθεί με τον αναμενόμενο ρυθμό 2,3% ετησίως . Για να διατηρηθεί ο άνθρακας ανταγωνιστικός στη συνεχώς διευρυνόμενη ενεργειακή αγορά, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας θα πρέπει να υιοθετήσουν καινοτόμες νέες μεθόδους καύσης άνθρακα που είναι πιο αποτελεσματικές από τις παραδοσιακές από τρεις βασικές απόψεις: λιγότερη ρύπανση, λιγότερος χρόνος για την κατασκευή σταθμών παραγωγής ενέργειας και καλύτερη απόδοση και απόδοση ....
 |
 |
| Η ΚΑΥΣΗ ΑΝΘΡΑΚΑ ΣΕ ΥΓΡΟ ΣΤΡΩΜΑ μειώνει την ανάγκη για βοηθητικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας εκπομπών από το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Μια ρευστοποιημένη κλίνη μίγματος άνθρακα και ασβεστόλιθου δημιουργείται στον κλίβανο του λέβητα από μια ροή αέρα, στην οποία τα στερεά σωματίδια αναμειγνύονται και βρίσκονται σε εναιώρηση, δηλαδή συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο όπως σε ένα βραστό υγρό. Η τυρβώδης ανάμιξη εξασφαλίζει την πλήρη καύση του άνθρακα. Σε αυτή την περίπτωση, τα σωματίδια ασβεστόλιθου αντιδρούν με οξείδια του θείου και παγιδεύουν περίπου το 90% αυτών των οξειδίων. Δεδομένου ότι το χοντρό θερμαντικό τμήμα του λέβητα έρχεται απευθείας σε επαφή με τη ρευστοποιημένη κλίνη του καυσίμου, η παραγωγή ατμού είναι πιο αποτελεσματική από ότι στους συμβατικούς λέβητες ατμού με καύση άνθρακα. Επιπλέον, η θερμοκρασία του καιόμενου άνθρακα στη ρευστοποιημένη κλίνη είναι χαμηλότερη, γεγονός που εμποδίζει την τήξη της σκωρίας του λέβητα και μειώνει το σχηματισμό οξειδίων του αζώτου. |
Η αεριοποίηση άνθρακα μπορεί να πραγματοποιηθεί με θέρμανση ενός μείγματος άνθρακα και νερού σε ατμόσφαιρα οξυγόνου. Το προϊόν της διαδικασίας είναι ένα αέριο που αποτελείται κυρίως από μονοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο. Μόλις το αέριο κρυώσει, αποκολληθεί και απελευθερωθεί από το θείο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για αεριοστρόβιλους και στη συνέχεια για παραγωγή ατμού για ατμοστρόβιλο (συνδυασμένος κύκλος). Η μονάδα συνδυασμένου κύκλου εκπέμπει λιγότερους ρύπους στην ατμόσφαιρα από μια συμβατική θερμική μονάδα με καύση άνθρακα. |
Επί του παρόντος, αναπτύσσονται περισσότερες από δώδεκα μέθοδοι καύσης άνθρακα με αυξημένη απόδοση και λιγότερες βλάβες στο περιβάλλον. Τα πιο πολλά υποσχόμενα μεταξύ τους είναι η καύση ρευστοποιημένης κλίνης και η αεριοποίηση άνθρακα. Η καύση σύμφωνα με την πρώτη μέθοδο πραγματοποιείται στον κλίβανο ενός λέβητα ατμού, ο οποίος είναι διατεταγμένος κατά τέτοιο τρόπο ώστε ο θρυμματισμένος άνθρακας αναμεμειγμένος με σωματίδια ασβεστόλιθου να διατηρείται πάνω από τη σχάρα του κλιβάνου σε αιωρούμενη ("ψευδουγγροποιημένη") κατάσταση από μια ισχυρή ανοδική ροή αέρα. Τα αιωρούμενα σωματίδια συμπεριφέρονται ουσιαστικά με τον ίδιο τρόπο όπως σε ένα υγρό που βράζει, δηλαδή βρίσκονται σε τυρβώδη κίνηση, γεγονός που εξασφαλίζει υψηλή απόδοση της διαδικασίας καύσης. Οι σωλήνες νερού ενός τέτοιου λέβητα βρίσκονται σε άμεση επαφή με την «ρευστοποιημένη κλίνη» του καυσίμου που καίγεται, με αποτέλεσμα μεγάλο ποσοστό θερμότητας να μεταφέρεται με θερμική αγωγιμότητα, η οποία είναι πολύ πιο αποτελεσματική από τη μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία και μεταφορά σε ένα συμβατικός λέβητας ατμού.
Ένας λέβητας με εστία, όπου ο άνθρακας καίγεται σε ρευστοποιημένη κλίνη, έχει μεγαλύτερη επιφάνεια σωλήνα μεταφοράς θερμότητας από έναν συμβατικό λέβητα που λειτουργεί με κονιοποιημένο άνθρακα, γεγονός που επιτρέπει τη μείωση της θερμοκρασίας στον κλίβανο και συνεπώς τη μείωση του σχηματισμού οξειδίων του αζώτου . (Αν η θερμοκρασία σε ένα συμβατικό λέβητα μπορεί να είναι υψηλότερη από 1650 ° C, τότε σε ένα λέβητα με καύση σε ρευστοποιημένη κλίνη είναι στην περιοχή 780-870 ° C.) Επιπλέον, ο ασβεστόλιθος αναμεμειγμένος με άνθρακα δεσμεύει 90 ή περισσότερο τοις εκατό του θείου που απελευθερώνεται από τον άνθρακα κατά την καύση, καθώς η χαμηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας προάγει την αντίδραση μεταξύ θείου και ασβεστόλιθου για να σχηματιστεί θειικό ή θειικό ασβέστιο. Έτσι, ουσίες επιβλαβείς για το περιβάλλον, που σχηματίζονται κατά την καύση του άνθρακα, εξουδετερώνονται στον τόπο σχηματισμού, δηλαδή στον κλίβανο.
Επιπλέον, ένας λέβητας ρευστοποιημένης κλίνης είναι λιγότερο ευαίσθητος στις διακυμάνσεις της ποιότητας του άνθρακα όσον αφορά τον σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας του. Στον κλίβανο ενός συμβατικού λέβητα κονιοποιημένου άνθρακα, σχηματίζεται μια τεράστια ποσότητα λιωμένης σκωρίας, η οποία συχνά φράζει τις επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας και έτσι μειώνει την απόδοση και την αξιοπιστία του λέβητα. Σε ένα λέβητα ρευστοποιημένης κλίνης, ο άνθρακας καίγεται σε θερμοκρασία κάτω από το σημείο τήξης της σκωρίας και επομένως δεν προκύπτει καν το πρόβλημα της απόφραξης των επιφανειών θέρμανσης με σκωρία. Τέτοιοι λέβητες μπορούν να λειτουργήσουν με άνθρακα χαμηλότερης ποιότητας, γεγονός που σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να μειώσει σημαντικά το λειτουργικό κόστος.
Η μέθοδος καύσης ρευστοποιημένης κλίνης εφαρμόζεται εύκολα σε αρθρωτούς λέβητες με χαμηλή απόδοση ατμού. Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, η επένδυση για έναν θερμοηλεκτρικό σταθμό με συμπαγείς λέβητες που λειτουργούν με βάση την αρχή της ρευστοποιημένης κλίνης μπορεί να είναι 10-20% χαμηλότερη από εκείνη για έναν παραδοσιακό θερμοηλεκτρικό σταθμό της ίδιας ισχύος. Η εξοικονόμηση επιτυγχάνεται με τη μείωση του χρόνου κατασκευής. Επιπλέον, η χωρητικότητα ενός τέτοιου σταθμού μπορεί εύκολα να αυξηθεί με αύξηση του ηλεκτρικού φορτίου, κάτι που είναι σημαντικό για εκείνες τις περιπτώσεις όπου η ανάπτυξή του στο μέλλον δεν είναι γνωστή εκ των προτέρων. Το πρόβλημα σχεδιασμού είναι επίσης απλοποιημένο, καθώς τέτοιες συμπαγείς μονάδες μπορούν να συναρμολογηθούν γρήγορα μόλις προκύψει η ανάγκη για αύξηση της παραγωγής ενέργειας.
Οι λέβητες ρευστοποιημένης κλίνης μπορούν επίσης να ενσωματωθούν σε υπάρχοντες σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής όταν η παραγωγική ικανότητα πρέπει να αυξηθεί γρήγορα. Για παράδειγμα, η ενεργειακή εταιρεία Northern States Power μετέτρεψε έναν από τους λέβητες κονιοποιημένου άνθρακα στο σταθμό σε τεμ. Μινεσότα σε λέβητα ρευστοποιημένης κλίνης. Η τροποποίηση πραγματοποιήθηκε για να αυξηθεί η ισχύς του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής κατά 40%, να μειωθούν οι απαιτήσεις για την ποιότητα του καυσίμου (ο λέβητας μπορεί να λειτουργήσει ακόμη και με τοπικά απόβλητα), τον πιο ενδελεχή καθαρισμό των εκπομπών και την επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του σταθμό έως 40 ετών.
Τα τελευταία 15 χρόνια, η τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς εξοπλισμένους αποκλειστικά με λέβητες ρευστοποιημένης κλίνης έχει επεκταθεί από μικρές πιλοτικές και πιλοτικές μονάδες σε μεγάλες μονάδες «επίδειξης». Μια τέτοια μονάδα συνολικής ισχύος 160 MW κατασκευάζεται από κοινού από την αρχή της κοιλάδας του Τενεσί, την Duke Power και την Κοινοπολιτεία του Κεντάκι. Colorado-Ute Electric Association, Inc. ανέθεσε σε λειτουργία μονάδα παραγωγής ισχύος 110 MW με λέβητες ρευστοποιημένης κλίνης. Εάν αυτά τα δύο έργα είναι επιτυχή, και αυτό της Northern States Power, μιας κοινοπραξίας ιδιωτικού τομέα με συνδυασμένο κεφάλαιο περίπου 400 εκατομμυρίων δολαρίων, ο οικονομικός κίνδυνος που σχετίζεται με τη χρήση λεβήτων ρευστοποιημένης κλίνης στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας θα μειωθεί σημαντικά.
Μια άλλη μέθοδος, η οποία, ωστόσο, υπήρχε ήδη σε απλούστερη μορφή στα μέσα του 19ου αιώνα, είναι η αεριοποίηση του άνθρακα για την παραγωγή «καθαρώς καιόμενου» αερίου. Τέτοιο αέριο είναι κατάλληλο για φωτισμό και θέρμανση και χρησιμοποιήθηκε ευρέως στις Ηνωμένες Πολιτείες μέχρι τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν αντικαταστάθηκε από φυσικό αέριο.
Αρχικά, η αεριοποίηση άνθρακα τράβηξε την προσοχή των ενεργειακών εταιρειών, οι οποίες ήλπιζαν να χρησιμοποιήσουν αυτή τη μέθοδο για να αποκτήσουν καύσιμο που καίγεται χωρίς απόβλητα και έτσι να εξαλείψει το τρίψιμο. Έχει γίνει πλέον προφανές ότι η αεριοποίηση άνθρακα έχει ένα ακόμη πιο σημαντικό πλεονέκτημα: τα προϊόντα καυτής καύσης του αερίου της γεννήτριας μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας για την κίνηση αεριοστροβίλων. Με τη σειρά του, η απορριπτόμενη θερμότητα των προϊόντων καύσης μετά τον αεριοστρόβιλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ληφθεί ατμός για την οδήγηση ενός ατμοστρόβιλου. Αυτή η συνδυασμένη χρήση αεριοστροβίλων και ατμοστρόβιλων, που ονομάζεται συνδυασμένος κύκλος, είναι τώρα ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Το αέριο που λαμβάνεται από την αεριοποίηση του άνθρακα και απελευθερώνεται από θείο και σωματίδια είναι ένα εξαιρετικό καύσιμο για αεριοστρόβιλους και, όπως το φυσικό αέριο, καίγεται σχεδόν χωρίς απόβλητα. Η υψηλή απόδοση του συνδυασμένου κύκλου αντισταθμίζει τις αναπόφευκτες απώλειες που σχετίζονται με τη μετατροπή του άνθρακα σε αέριο. Επιπλέον, η μονάδα συνδυασμένου κύκλου καταναλώνει σημαντικά λιγότερο νερό, καθώς τα δύο τρίτα της χωρητικότητας αναπτύσσονται από έναν αεριοστρόβιλο, ο οποίος δεν χρειάζεται νερό, σε αντίθεση με έναν ατμοστρόβιλο.
Η βιωσιμότητα των μονάδων ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου αεριοποίησης άνθρακα έχει αποδειχθεί από το εργοστάσιο Edison Cool Water της Νότιας Καλιφόρνια. Αυτός ο σταθμός ισχύος περίπου 100 MW τέθηκε σε λειτουργία τον Μάιο του 1984. Μπορεί να λειτουργήσει με διαφορετικούς τύπους άνθρακα. Οι εκπομπές από το πρατήριο δεν διαφέρουν από αυτές του γειτονικού φυσικού αερίου ως προς την καθαρότητα. Τα οξείδια του θείου στα καυσαέρια διατηρούνται πολύ κάτω από τον στόχο με ένα βοηθητικό σύστημα ανάκτησης θείου που αφαιρεί σχεδόν όλο το θείο στο καύσιμο τροφοδοσίας και παράγει καθαρό θείο για βιομηχανικούς σκοπούς. Ο σχηματισμός οξειδίων του αζώτου εμποδίζεται με την προσθήκη νερού στο αέριο πριν από την καύση, γεγονός που μειώνει τη θερμοκρασία καύσης του αερίου. Επιπλέον, ο υπόλοιπος άκαυστος άνθρακας στον αεριοποιητή επαναλειώνεται και μετατρέπεται σε αδρανές υαλώδες υλικό που, μετά την ψύξη, πληροί τις απαιτήσεις για στερεά απόβλητα της Καλιφόρνια.
Εκτός από την υψηλότερη απόδοση και τη χαμηλότερη περιβαλλοντική ρύπανση, οι μονάδες συνδυασμένου κύκλου έχουν ένα άλλο πλεονέκτημα: μπορούν να κατασκευαστούν σε πολλά στάδια, έτσι ώστε η εγκατεστημένη ισχύς να αυξάνεται σε μπλοκ. Αυτή η ευελιξία στις κατασκευές μειώνει τον κίνδυνο υπερ- ή υποεπένδυσης που σχετίζεται με την αβεβαιότητα της αύξησης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Για παράδειγμα, το πρώτο στάδιο της εγκατεστημένης ισχύος μπορεί να λειτουργεί σε αεριοστρόβιλους και να χρησιμοποιεί πετρέλαιο ή φυσικό αέριο αντί για άνθρακα ως καύσιμο, εάν οι τρέχουσες τιμές για αυτά τα προϊόντα είναι χαμηλές. Στη συνέχεια, καθώς αυξάνεται η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια, τίθεται σε λειτουργία επιπλέον ένας λέβητας σπατάλης θερμότητας και ένας ατμοστρόβιλος, γεγονός που θα αυξήσει όχι μόνο τη χωρητικότητα, αλλά και την απόδοση του σταθμού. Στη συνέχεια, όταν η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια αυξηθεί ξανά, θα είναι δυνατή η κατασκευή μονάδας αεριοποίησης άνθρακα στον σταθμό.
Ο ρόλος των θερμοηλεκτρικών σταθμών με καύση άνθρακα είναι βασικό θέμα όσον αφορά τη διατήρηση των φυσικών πόρων, την προστασία του περιβάλλοντος και τους τρόπους ανάπτυξης της οικονομίας. Αυτές οι πτυχές του προβλήματος δεν είναι απαραίτητα αντικρουόμενες. Η εμπειρία από τη χρήση νέων τεχνολογικών διαδικασιών καύσης άνθρακα δείχνει ότι μπορούν επιτυχώς και ταυτόχρονα να λύσουν προβλήματα προστασίας του περιβάλλοντος και να μειώσουν το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η αρχή ελήφθη υπόψη σε μια κοινή έκθεση ΗΠΑ-Καναδά για την όξινη βροχή που δημοσιεύθηκε πέρυσι. Καθοδηγούμενο από τις προτάσεις της έκθεσης, το Κογκρέσο των ΗΠΑ εξετάζει επί του παρόντος τη θέσπιση μιας γενικής εθνικής πρωτοβουλίας για την επίδειξη και τη χρήση «καθαρών» διαδικασιών καύσης άνθρακα. Η πρωτοβουλία, η οποία θα συνδυάσει ιδιωτικό κεφάλαιο με ομοσπονδιακές επενδύσεις, στοχεύει στην εμπορευματοποίηση νέων διεργασιών καύσης άνθρακα τη δεκαετία του 1990, συμπεριλαμβανομένων των λεβήτων ρευστοποιημένης κλίνης και των γεννητριών αερίου. Ωστόσο, ακόμη και με την ευρεία χρήση νέων διαδικασιών καύσης άνθρακα στο εγγύς μέλλον, η αυξανόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας δεν μπορεί να ικανοποιηθεί χωρίς μια ολόκληρη σειρά συντονισμένων μέτρων για την εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας, τη ρύθμιση της κατανάλωσής της και την αύξηση της παραγωγικότητας των υφιστάμενων θερμοηλεκτρικών σταθμών που λειτουργούν σε παραδοσιακές αρχές. Οικονομικά και περιβαλλοντικά ζητήματα που βρίσκονται συνεχώς στην ημερήσια διάταξη είναι πιθανό να οδηγήσουν σε εντελώς νέες τεχνολογικές εξελίξεις που είναι θεμελιωδώς διαφορετικές από αυτές που περιγράφονται εδώ. Στο μέλλον, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί με καύση άνθρακα μπορούν να μετατραπούν σε σύνθετες επιχειρήσεις επεξεργασίας φυσικών πόρων. Τέτοιες επιχειρήσεις θα επεξεργάζονται τοπικά καύσιμα και άλλους φυσικούς πόρους και θα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, θερμότητα και διάφορα προϊόντα, λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες της τοπικής οικονομίας. Εκτός από τους λέβητες ρευστοποιημένης κλίνης και τις μονάδες αεριοποίησης άνθρακα, τέτοιες μονάδες θα είναι εξοπλισμένες με ηλεκτρονικά τεχνικά διαγνωστικά και αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου και, επιπλέον, θα είναι χρήσιμο να χρησιμοποιηθούν τα περισσότερα από τα υποπροϊόντα της καύσης άνθρακα.
Έτσι, οι ευκαιρίες για τη βελτίωση των οικονομικών και περιβαλλοντικών παραγόντων της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με βάση τον άνθρακα είναι πολύ μεγάλες. Η έγκαιρη χρήση αυτών των ευκαιριών εξαρτάται, ωστόσο, από την ικανότητα της κυβέρνησης να εφαρμόσει ισορροπημένες ενεργειακές και περιβαλλοντικές πολιτικές που δημιουργούν τα απαραίτητα κίνητρα για τη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για να διασφαλιστεί ότι οι νέες διεργασίες καύσης άνθρακα αναπτύσσονται και εφαρμόζονται ορθολογικά, σε συνεργασία με εταιρείες ενέργειας, και όχι όπως έγινε με την εισαγωγή του καθαρισμού αερίου πλύσης. Όλα αυτά μπορούν να επιτευχθούν εάν το κόστος και οι κίνδυνοι ελαχιστοποιηθούν μέσω καλά μελετημένου σχεδιασμού, δοκιμών και βελτίωσης μικρών πιλοτικών πειραματικών εγκαταστάσεων, ακολουθούμενη από ευρεία βιομηχανική εφαρμογή των αναπτυγμένων συστημάτων.
Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιώντας ενέργεια που κρύβεται σε διάφορους φυσικούς πόρους. Όπως μπορείτε να δείτε από τον πίνακα. 1.2 Αυτό συμβαίνει κυρίως σε θερμικούς (TPP) και πυρηνικούς σταθμούς (NPP) που λειτουργούν σε θερμικό κύκλο.
Τύποι θερμοηλεκτρικών σταθμών
Ανάλογα με τον τύπο της παραγόμενης και παρεχόμενης ενέργειας, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους: συμπύκνωσης (IES), που προορίζονται μόνο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θέρμανσης, ή σταθμούς συνδυασμένης θερμότητας και ηλεκτροπαραγωγής (CHP). Οι σταθμοί συμπύκνωσης που λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα κατασκευάζονται κοντά στους τόπους εξόρυξής του και οι σταθμοί συνδυασμένης θερμότητας και ηλεκτροπαραγωγής τοποθετούνται κοντά σε καταναλωτές θερμότητας - βιομηχανικές επιχειρήσεις και κατοικημένες περιοχές. Οι TPP λειτουργούν επίσης με ορυκτά καύσιμα, αλλά σε αντίθεση με τα IES, παράγουν τόσο ηλεκτρική όσο και θερμική ενέργεια με τη μορφή ζεστού νερού και ατμού για σκοπούς παραγωγής και θέρμανσης. Οι κύριοι τύποι καυσίμων αυτών των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι: στερεό - άνθρακας, ανθρακίτης, ημιανθρακίτης, καφές άνθρακας, τύρφη, σχιστόλιθος. υγρό - μαζούτ και αέριο - φυσικό, φούρνος οπτανθρακοποίησης, υψικάμινος κ.λπ. αέριο.
Πίνακας 1.2. Παγκόσμια παραγωγή ενέργειας
|
Δείκτης |
2010 (πρόβλεψη) |
||
|
Μερίδιο της συνολικής παραγωγής από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, % των NPP TPP στο φυσικό αέριο TPP σε μαζούτ |
|||
|
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ανά περιοχή,% Δυτική Ευρώπη Ανατολική Ευρώπη Ασία και Αυστραλία Αμερική Μέση Ανατολή και Αφρική |
|||
|
Εγκατεστημένη ισχύς σταθμών ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο (σύνολο), GW Συμπεριλαμβανομένου, % NPP TPP στο φυσικό αέριο TPP σε μαζούτ TPP σε άνθρακα και άλλους τύπους καυσίμων ΥΗΣ και σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που χρησιμοποιούν άλλα ανανεώσιμα καύσιμα |
|||
|
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (σύνολο), δισεκατομμύρια kWh |
Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής κυρίως συμπυκνωμένου τύπου χρησιμοποιούν την ενέργεια του πυρηνικού καυσίμου.
Ανάλογα με τον τύπο της μονάδας παραγωγής θερμότητας για την οδήγηση ηλεκτρικής γεννήτριας, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χωρίζονται σε ατμοστρόβιλους (STU), αεριοστρόβιλους (GTU), συνδυασμένου κύκλου (CCGT) και σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με κινητήρες εσωτερικής καύσης (DPP).
Ανάλογα με τη διάρκεια της εργασίας TPP καθ' όλη τη διάρκεια του έτουςΣύμφωνα με την κάλυψη των χρονοδιαγραμμάτων ενεργειακών φορτίων, που χαρακτηρίζονται από τον αριθμό των ωρών χρήσης της εγκατεστημένης ισχύος τ στο σταθμό, συνηθίζεται να ταξινομούνται οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής σε: βασικές (τ στο σταθμό> 6000 h / έτος). μισή αιχμή (τ at st = 2000 - 5000 h / έτος). κορυφή (τ στο st< 2000 ч/год).
Βασικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι αυτοί που φέρουν το μέγιστο δυνατό σταθερό φορτίο για το μεγαλύτερο μέρος του έτους. Στην παγκόσμια βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, τα ιδιαίτερα οικονομικά IES, καθώς και οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούνται ως βασικοί όταν λειτουργούν με θερμικό πρόγραμμα. Τα φορτία αιχμής καλύπτονται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς, σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης, εγκαταστάσεις αεριοστροβίλων, οι οποίοι έχουν ευελιξία και κινητικότητα, δηλ. γρήγορη εκκίνηση και διακοπή. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αιχμής ενεργοποιούνται κατά τις ώρες που απαιτείται για την κάλυψη του τμήματος αιχμής του ημερήσιου προγράμματος ηλεκτρικού φορτίου. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής ημι-αιχμής, με μείωση του συνολικού ηλεκτρικού φορτίου, είτε μεταφέρονται σε μειωμένη ισχύ, είτε τίθενται σε εφεδρεία.
Σύμφωνα με την τεχνολογική δομή, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί υποδιαιρούνται σε αρθρωτούς και μη αρθρωτούς. Στην περίπτωση μπλοκ διαγράμματος, ο κύριος και ο βοηθητικός εξοπλισμός μιας μονάδας ατμοστροβίλου δεν έχουν τεχνολογικές συνδέσεις με τον εξοπλισμό άλλης μονάδας σταθμού παραγωγής ενέργειας. Για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ορυκτών καυσίμων, ο ατμός τροφοδοτείται σε κάθε στρόβιλο από έναν ή δύο λέβητες που συνδέονται με αυτόν. Στην περίπτωση ενός σχήματος μη μπλοκ ενός ΤΡΡ, ο ατμός από όλους τους λέβητες εισέρχεται σε μια κοινή κύρια γραμμή και από εκεί διανέμεται σε μεμονωμένες τουρμπίνες.
Σε σταθμούς συμπύκνωσης που αποτελούν μέρος μεγάλων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιούνται μόνο συστήματα μπλοκ με αναθέρμανση ατμού. Τα μη μπλοκ κυκλώματα με διασυνδέσεις ατμού και νερού χρησιμοποιούνται χωρίς αναθέρμανση.
Η αρχή της λειτουργίας και τα κύρια ενεργειακά χαρακτηριστικά των θερμοηλεκτρικών σταθμών
Η ηλεκτρική ενέργεια στα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται χρησιμοποιώντας ενέργεια που κρύβεται σε διάφορους φυσικούς πόρους (άνθρακας, αέριο, πετρέλαιο, μαζούτ, ουράνιο κ.λπ.), σύμφωνα με μια αρκετά απλή αρχή, την εφαρμογή τεχνολογίας μετατροπής ενέργειας. Το γενικό σχήμα ενός TPP (βλ. Εικ. 1.1) αντικατοπτρίζει τη σειρά ενός τέτοιου μετασχηματισμού ορισμένων τύπων ενέργειας σε άλλους και τη χρήση ενός λειτουργικού ρευστού (νερό, ατμός) στον κύκλο ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού. Το καύσιμο (σε αυτή την περίπτωση ο άνθρακας) καίγεται στο λέβητα, θερμαίνει το νερό και το μετατρέπει σε ατμό. Ο ατμός τροφοδοτείται σε τουρμπίνες που μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια του ατμού σε μηχανική ενέργεια και οδηγούν γεννήτριες που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια (βλ. ενότητα 4.1).
Ένας σύγχρονος θερμοηλεκτρικός σταθμός είναι μια σύνθετη επιχείρηση που περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό διαφορετικού εξοπλισμού. Η σύνθεση του εξοπλισμού του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από το επιλεγμένο θερμικό σχήμα, τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται και τον τύπο του συστήματος παροχής νερού.
Ο κύριος εξοπλισμός του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής περιλαμβάνει: μονάδες λέβητα και στροβίλου με ηλεκτρική γεννήτρια και συμπυκνωτή. Αυτές οι μονάδες είναι τυποποιημένες ως προς την ισχύ, τις παραμέτρους ατμού, την παραγωγικότητα, την τάση και το ρεύμα κ.λπ. Ο τύπος και η ποσότητα του κύριου εξοπλισμού του θερμοηλεκτρικού σταθμού αντιστοιχεί στη δεδομένη ισχύ και στον προβλεπόμενο τρόπο λειτουργίας του. Υπάρχει επίσης βοηθητικός εξοπλισμός που χρησιμεύει για την παροχή θερμότητας στους καταναλωτές και τη χρήση του ατμού του στροβίλου για τη θέρμανση του νερού τροφοδοσίας του λέβητα και την κάλυψη των αναγκών του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Αυτό περιλαμβάνει εξοπλισμό για συστήματα τροφοδοσίας καυσίμου, μονάδα εξαέρωσης και τροφοδοσίας, μονάδα συμπύκνωσης, μονάδα θέρμανσης (για ΣΗΘ), βιομηχανικά συστήματα παροχής νερού, παροχή πετρελαίου, αναγεννητική θέρμανση νερού τροφοδοσίας, χημική επεξεργασία νερού, διανομή και μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας ( βλέπε Ενότητα 4).
Η αναγεννητική θέρμανση του νερού τροφοδοσίας χρησιμοποιείται σε όλες τις εγκαταστάσεις ατμοστροβίλων, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη θερμική και συνολική απόδοση του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, καθώς σε συστήματα με αναγεννητική θέρμανση, οι ροές ατμού που εκκενώνονται από τον στρόβιλο σε θερμαντήρες αναγέννησης εκτελούν εργασία χωρίς απώλειες στην ψυχρή πηγή (συμπυκνωτής). Σε αυτή την περίπτωση, για την ίδια ηλεκτρική ισχύ της στροβιλογεννήτριας, η κατανάλωση ατμού στον συμπυκνωτή μειώνεται και ως αποτέλεσμα της απόδοσης. η εγκατάσταση αυξάνεται.
Ο τύπος του λέβητα ατμού που χρησιμοποιείται (βλ. ενότητα 2) εξαρτάται από τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται στη μονάδα παραγωγής ενέργειας. Για τα πιο κοινά καύσιμα (ορυκτά κάρβουνα, φυσικό αέριο, μαζούτ, freztorf), χρησιμοποιούνται λέβητες με σχήμα U, T και διάταξη πύργων και θάλαμος καύσης σχεδιασμένος για συγκεκριμένο τύπο καυσίμου. Για καύσιμα με τέφρα χαμηλής τήξης, χρησιμοποιούνται λέβητες με αφαίρεση υγρής τέφρας. Ταυτόχρονα, επιτυγχάνεται υψηλή (έως 90%) συλλογή τέφρας στον κλίβανο και μειώνεται η λειαντική φθορά των θερμαντικών επιφανειών. Για τους ίδιους λόγους, οι λέβητες ατμού με διάταξη τεσσάρων περασμάτων χρησιμοποιούνται για καύσιμα υψηλής τέφρας όπως σχιστόλιθος και απόβλητα από την παρασκευή άνθρακα. Σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται λέβητες τυμπάνου ή σχεδίασης άμεσης ροής.
Οι τουρμπίνες και οι γεννήτριες αντιστοιχίζονται στην κλίμακα ισχύος. Κάθε στρόβιλος αντιστοιχεί σε έναν συγκεκριμένο τύπο γεννήτριας. Για τους σταθμούς θερμικής συμπύκνωσης μπλοκ, η ισχύς των στροβίλων αντιστοιχεί στην ισχύ των μονάδων και ο αριθμός των μονάδων καθορίζεται από τη δεδομένη ισχύ του σταθμού παραγωγής ενέργειας. Οι σύγχρονες μονάδες χρησιμοποιούν τουρμπίνες συμπύκνωσης χωρητικότητας 150, 200, 300, 500, 800 και 1200 MW με αναθέρμανση ατμού.
Χρησιμοποιούνται στρόβιλοι (βλ. υποενότητα 4.2) με αντίθλιψη (τύπου P), με συμπύκνωση και εξαγωγή ατμού παραγωγής (τύπου P), με συμπύκνωση και μία ή δύο εξαγωγές θέρμανσης (τύπου Τ), καθώς και με συμπύκνωση, βιομηχανικές και θερμαντικές εξαγωγές σε ΣΗΘ.ατμού (τύπου PT). Οι τουρμπίνες τύπου PT μπορούν επίσης να έχουν μία ή δύο εξαγωγές θέρμανσης. Η επιλογή του τύπου του στροβίλου εξαρτάται από το μέγεθος και την αναλογία των θερμικών φορτίων. Εάν υπερισχύει το θερμαντικό φορτίο, τότε εκτός από τους στρόβιλους PT μπορούν να τοποθετηθούν στρόβιλοι τύπου Τ με εξαγωγές θέρμανσης και εάν κυριαρχεί το βιομηχανικό φορτίο, μπορούν να τοποθετηθούν τουρμπίνες των τύπων PR και R με βιομηχανική εξαγωγή και αντίθλιψη. .
Επί του παρόντος, στα ΣΗΘ, οι πιο διαδεδομένες είναι οι εγκαταστάσεις με ηλεκτρική ισχύ 100 και 50 MW, που λειτουργούν σε αρχικές παραμέτρους 12,7 MPa, 540–560 ° C. Για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς μεγάλων πόλεων, έχουν δημιουργηθεί εγκαταστάσεις ηλεκτρικής ισχύος 175-185 MW και 250 MW (με στρόβιλο T-250-240). Οι εγκαταστάσεις με τουρμπίνες T-250-240 είναι αρθρωτές και λειτουργούν σε υπερκρίσιμες αρχικές παραμέτρους (23,5 MPa, 540/540 ° C).
Ένα χαρακτηριστικό της λειτουργίας των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής στο δίκτυο είναι ότι η συνολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από αυτούς σε κάθε χρονική στιγμή πρέπει να αντιστοιχεί πλήρως στην ενέργεια που καταναλώνεται. Οι περισσότεροι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν παράλληλα στο διασυνδεδεμένο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, καλύπτοντας το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο του συστήματος, και το εργοστάσιο ΣΗΘ ταυτόχρονα και το θερμικό φορτίο της περιοχής τους. Υπάρχουν σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τοπικής σημασίας που έχουν σχεδιαστεί για να εξυπηρετούν την περιοχή και δεν συνδέονται με το γενικό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας.
Μια γραφική αναπαράσταση της εξάρτησης της κατανάλωσης ενέργειας με την πάροδο του χρόνου ονομάζεται γράφημα ηλεκτρικού φορτίου... Τα ημερήσια γραφήματα ηλεκτρικού φορτίου (Εικόνα 1.5) ποικίλλουν ανάλογα με την εποχή, την ημέρα της εβδομάδας και συνήθως χαρακτηρίζονται από ελάχιστο φορτίο τη νύχτα και μέγιστο φορτίο κατά τις ώρες αιχμής (μέρος αιχμής του γραφήματος). Μαζί με τα ημερήσια διαγράμματα, μεγάλη σημασία έχουν τα ετήσια γραφήματα ηλεκτρικού φορτίου (Εικ. 1.6), τα οποία κατασκευάζονται σύμφωνα με τα δεδομένα των ημερήσιων διαγραμμάτων.
Τα γραφήματα ηλεκτρικών φορτίων χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό των ηλεκτρικών φορτίων των σταθμών και των συστημάτων ηλεκτροπαραγωγής, για την κατανομή των φορτίων μεταξύ των μεμονωμένων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και των μονάδων, για τον υπολογισμό της σύνθεσης του εξοπλισμού εργασίας και αναμονής, για τον προσδιορισμό της απαιτούμενης εγκατεστημένης ισχύος και του απαιτούμενου αποθέματος. τον αριθμό και τη χωρητικότητα της μονάδας των μονάδων, κατά την ανάπτυξη σχεδίων για την επισκευή του εξοπλισμού και τον καθορισμό του αποθεματικού συντήρησης κ.λπ.
Όταν λειτουργεί με πλήρες φορτίο, ο εξοπλισμός του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής αναπτύσσεται ονομαστική ή το μακρύτεροισχύς (απόδοση), που είναι το κύριο χαρακτηριστικό διαβατηρίου της μονάδας. Σε αυτή τη μέγιστη ισχύ (παραγωγικότητα), η μονάδα πρέπει να λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα στις ονομαστικές τιμές των κύριων παραμέτρων. Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι η εγκατεστημένη ισχύς του, η οποία ορίζεται ως το άθροισμα των ονομαστικών δυνατοτήτων όλων των ηλεκτρογεννητριών και του εξοπλισμού θέρμανσης, λαμβάνοντας υπόψη το απόθεμα.
Η λειτουργία ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής χαρακτηρίζεται και από τον αριθμό των ωρών χρήσης εγκατεστημένη χωρητικότητα, το οποίο εξαρτάται από τον τρόπο λειτουργίας του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Για τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που φέρουν το βασικό φορτίο, ο αριθμός ωρών χρήσης της εγκατεστημένης ισχύος είναι 6000–7500 h / έτος και για εκείνους που λειτουργούν με τρόπο κάλυψης φορτίων αιχμής - λιγότερο από 2000–3000 h / έτος.
Το φορτίο στο οποίο η μονάδα λειτουργεί με την υψηλότερη απόδοση ονομάζεται οικονομικό φορτίο. Το ονομαστικό συνεχές φορτίο μπορεί να είναι ίσο με το οικονομικό. Μερικές φορές είναι δυνατό να λειτουργήσει ο εξοπλισμός για μικρό χρονικό διάστημα με φορτίο 10–20% υψηλότερο από το ονομαστικό φορτίο με χαμηλότερη απόδοση. Εάν ο εξοπλισμός του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής λειτουργεί σταθερά με το φορτίο σχεδιασμού στις ονομαστικές τιμές των κύριων παραμέτρων ή όταν αλλάζουν εντός αποδεκτών ορίων, τότε αυτή η λειτουργία ονομάζεται στατική.
Τρόποι λειτουργίας με φορτία σταθερής κατάστασης, αλλά διαφορετικά από τα υπολογιζόμενα ή με ασταθή φορτία ονομάζονται μη στάσιμοςή μεταβλητές λειτουργίες. Σε μεταβλητές λειτουργίες, ορισμένες παράμετροι παραμένουν αμετάβλητες και έχουν ονομαστικές τιμές, άλλες αλλάζουν εντός ορισμένων επιτρεπτών ορίων. Έτσι, σε μερικό φορτίο της μονάδας, η πίεση και η θερμοκρασία του ατμού μπροστά από τον στρόβιλο μπορούν να παραμείνουν ονομαστικές, ενώ το κενό στον συμπυκνωτή και οι παράμετροι του ατμού στις εξαγωγές θα αλλάξουν ανάλογα με το φορτίο. Οι μη στατικές λειτουργίες είναι επίσης δυνατές όταν αλλάξουν όλες οι βασικές παράμετροι. Τέτοιοι τρόποι λειτουργίας λαμβάνουν χώρα, για παράδειγμα, κατά την εκκίνηση και τη διακοπή του εξοπλισμού, την απόρριψη και την αύξηση του φορτίου σε μια γεννήτρια στροβίλου, όταν λειτουργούν με παραμέτρους ολίσθησης και ονομάζονται μη στάσιμες.
Το θερμικό φορτίο του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιείται για τεχνολογικές διεργασίες και βιομηχανικές εγκαταστάσεις, για θέρμανση και αερισμό βιομηχανικών, οικιστικών και δημόσιων κτιρίων, κλιματισμό και οικιακές ανάγκες. Για βιομηχανικούς σκοπούς, απαιτείται συνήθως ατμός με πίεση από 0,15 έως 1,6 MPa. Ωστόσο, προκειμένου να μειωθούν οι απώλειες κατά τη μεταφορά και να αποφευχθεί η ανάγκη για συνεχή αποστράγγιση του νερού από τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, ο ατμός απελευθερώνεται από το εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής κάπως υπερθερμασμένος. Για θέρμανση, εξαερισμό και οικιακές ανάγκες, η μονάδα ΣΗΘ συνήθως παρέχει ζεστό νερό με θερμοκρασία 70 έως 180 ° C.
Το θερμικό φορτίο, που καθορίζεται από την κατανάλωση θερμότητας για τις διαδικασίες παραγωγής και τις οικιακές ανάγκες (παροχή ζεστού νερού), εξαρτάται από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Στις συνθήκες της Ουκρανίας το καλοκαίρι, αυτό το φορτίο (καθώς και το ηλεκτρικό) είναι μικρότερο από το χειμώνα. Τα βιομηχανικά και οικιακά θερμικά φορτία αλλάζουν κατά τη διάρκεια της ημέρας, επιπλέον, το μέσο ημερήσιο θερμικό φορτίο του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, που καταναλώνεται για οικιακές ανάγκες, αλλάζει τις καθημερινές και τα Σαββατοκύριακα. Τυπικά γραφήματα μεταβολών στο ημερήσιο θερμικό φορτίο βιομηχανικών επιχειρήσεων και παροχή ζεστού νερού σε κατοικημένη περιοχή φαίνονται στα Σχήματα 1.7 και 1.8.
Η αποδοτικότητα της λειτουργίας του TPP χαρακτηρίζεται από διάφορους τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες, ορισμένοι από τους οποίους αξιολογούν την τελειότητα των θερμικών διεργασιών (απόδοση, κατανάλωση θερμότητας και καυσίμου), ενώ άλλοι χαρακτηρίζουν τις συνθήκες στις οποίες λειτουργεί ο TPP. Για παράδειγμα, στο Σχ. Το 1.9 (α, β) δείχνει τα κατά προσέγγιση ισοζύγια θερμότητας CHP και IES.
Όπως φαίνεται από τα σχήματα, η συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας παρέχει σημαντική αύξηση στη θερμική απόδοση των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής λόγω της μείωσης των απωλειών θερμότητας στους συμπυκνωτές του στροβίλου.
Οι πιο σημαντικοί και πληρέστεροι δείκτες λειτουργίας του TPP είναι το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας.
Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί έχουν τόσο πλεονεκτήματα όσο και μειονεκτήματα σε σύγκριση με άλλους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας. Μπορούν να αναφερθούν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα του TPP:
- σχετικά ελεύθερη εδαφική κατανομή που σχετίζεται με την ευρεία διανομή των πόρων καυσίμων·
- την ικανότητα (σε αντίθεση με τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς) να παράγουν ενέργεια χωρίς εποχιακές διακυμάνσεις στην ισχύ·
- η περιοχή αποξένωσης και απόσυρσης από την οικονομική κυκλοφορία της γης για την κατασκευή και τη λειτουργία θερμοηλεκτρικών σταθμών, κατά κανόνα, είναι πολύ μικρότερη από αυτή που απαιτείται για πυρηνικούς σταθμούς και υδροηλεκτρικούς σταθμούς.
- Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί κατασκευάζονται πολύ πιο γρήγορα από τους υδροηλεκτρικούς σταθμούς ή τους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και το μοναδιαίο κόστος τους ανά μονάδα εγκατεστημένης ισχύος είναι χαμηλότερο σε σύγκριση με τους πυρηνικούς σταθμούς.
- Ταυτόχρονα, τα TPP έχουν σημαντικά μειονεκτήματα:
- η λειτουργία ενός TPP απαιτεί συνήθως πολύ περισσότερο προσωπικό από ό,τι για έναν υδροηλεκτρικό σταθμό, ο οποίος συνδέεται με τη διατήρηση ενός πολύ μεγάλης κλίμακας κύκλου καυσίμου.
- Η λειτουργία του TPP εξαρτάται από την προμήθεια πόρων καυσίμου (άνθρακας, μαζούτ, αέριο, τύρφη, σχιστόλιθος πετρελαίου).
- Η μεταβλητότητα των τρόπων λειτουργίας των TPP μειώνει την απόδοση, αυξάνει την κατανάλωση καυσίμου και οδηγεί σε αυξημένη φθορά του εξοπλισμού.
- Οι υπάρχοντες θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χαρακτηρίζονται από σχετικά χαμηλή απόδοση. (κυρίως έως 40%).
- Οι ηλεκτρικοί σταθμοί έχουν άμεσες και δυσμενείς επιπτώσεις στο περιβάλλον και δεν είναι οικολογικά «καθαρές» πηγές ηλεκτρικής ενέργειας.
- Η μεγαλύτερη ζημιά στην οικολογία των γύρω περιοχών προκαλείται από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν με άνθρακα, ιδίως άνθρακα υψηλής τέφρας. Μεταξύ των TPP, οι πιο «καθαροί» είναι αυτοί που χρησιμοποιούν φυσικό αέριο στην τεχνολογική τους διαδικασία.
Σύμφωνα με τους ειδικούς, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί σε όλο τον κόσμο εκπέμπουν στην ατμόσφαιρα ετησίως περίπου 200-250 εκατομμύρια τόνους τέφρας, περισσότερους από 60 εκατομμύρια τόνους διοξείδιο του θείου, μεγάλη ποσότητα οξειδίων του αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα (προκαλώντας το λεγόμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου και οδηγεί σε μακροπρόθεσμη παγκόσμια κλιματική αλλαγή), απορροφώντας μεγάλες ποσότητες οξυγόνου. Επιπλέον, μέχρι σήμερα, έχει διαπιστωθεί ότι το υπόβαθρο υπερβολικής ακτινοβολίας γύρω από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς που λειτουργούν με άνθρακα είναι, κατά μέσο όρο, 100 φορές υψηλότερο στον κόσμο από ό,τι κοντά σε πυρηνικούς σταθμούς ίδιας ισχύος (ο άνθρακας περιέχει σχεδόν πάντα ουράνιο, θόριο και ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα ως ίχνη ακαθαρσιών). Ωστόσο, οι καλά ανεπτυγμένες τεχνολογίες για την κατασκευή, τον εξοπλισμό και τη λειτουργία των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και το χαμηλότερο κόστος κατασκευής τους, οδηγούν στο γεγονός ότι οι TPP αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Για το λόγο αυτό, δίνεται μεγάλη προσοχή στη βελτίωση των τεχνολογιών των TPP και στη μείωση των αρνητικών επιπτώσεών τους στο περιβάλλον (βλ. Ενότητα 6).
Οι κύριοι τύποι σταθμών παραγωγής ενέργειας στη Ρωσία είναι οι θερμικοί (TPP). Αυτές οι μονάδες παράγουν περίπου το 67% της ηλεκτρικής ενέργειας της Ρωσίας. Η τοποθέτησή τους επηρεάζεται από παράγοντες καυσίμου και καταναλωτή. Οι πιο ισχυροί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής βρίσκονται σε εγκαταστάσεις εξόρυξης καυσίμων. Τα TPP που χρησιμοποιούν καύσιμα υψηλής θερμιδικής αξίας, μεταφερόμενα είναι προσανατολισμένα στον καταναλωτή.
Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν ευρέως διαδεδομένους πόρους καυσίμων, βρίσκονται σχετικά ελεύθερα και μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χωρίς εποχιακές διακυμάνσεις. Η κατασκευή τους πραγματοποιείται γρήγορα και συνδέεται με λιγότερα εργατικά και υλικά. Αλλά τα TPP έχουν σημαντικά μειονεκτήματα. Χρησιμοποιούν μη ανανεώσιμους πόρους, έχουν χαμηλή απόδοση (30-35%) και έχουν εξαιρετικά αρνητικό αντίκτυπο στην περιβαλλοντική κατάσταση. Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί σε όλο τον κόσμο εκπέμπουν ετησίως 200-250 εκατομμύρια τόνους τέφρας και περίπου 60 εκατομμύρια τόνους διοξείδιο του θείου 6 στην ατμόσφαιρα, και επίσης απορροφούν τεράστια ποσότητα οξυγόνου. Διαπιστώθηκε ότι ο άνθρακας σε μικροδόσεις περιέχει σχεδόν πάντα U 238, Th 232 και ένα ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα. Οι περισσότεροι TPP στη Ρωσία δεν είναι εξοπλισμένοι με αποτελεσματικά συστήματα καθαρισμού καυσαερίων από οξείδια θείου και αζώτου. Αν και οι εγκαταστάσεις που λειτουργούν με φυσικό αέριο είναι περιβαλλοντικά πολύ πιο καθαρές από τον άνθρακα, τον σχιστόλιθο και το μαζούτ, η τοποθέτηση αγωγών φυσικού αερίου (ειδικά στις βόρειες περιοχές) προκαλεί βλάβη στη φύση.
Θερμικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειαςονομάζεται ένα σύνολο εξοπλισμού και συσκευών που μετατρέπουν την ενέργεια του καυσίμου σε ηλεκτρική και (στη γενική περίπτωση) θερμική ενέργεια.
Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί είναι πολύ διαφορετικοί και μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με διάφορα κριτήρια.
1. Ανάλογα με το σκοπό και το είδος της παρεχόμενης ενέργειας, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χωρίζονται σε περιφερειακούς και βιομηχανικούς.
Οι περιφερειακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι ανεξάρτητοι δημόσιοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που εξυπηρετούν όλους τους τύπους καταναλωτών της περιοχής (βιομηχανικές επιχειρήσεις, μεταφορές, πληθυσμός κ.λπ.). Οι περιφερειακοί σταθμοί συμπύκνωσης, που παράγουν κυρίως ηλεκτρική ενέργεια, διατηρούν συχνά την ιστορική τους ονομασία - GRES (κρατικοί περιφερειακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής). Οι περιφερειακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα (με τη μορφή ατμού ή ζεστού νερού) ονομάζονται μονάδες συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (CHP). Οι ΣΗΘ είναι εγκαταστάσεις για τη συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας. Η απόδοσή τους φτάνει το 70% έναντι 30-35% για το IES. Οι μονάδες ΣΗΘ είναι συνδεδεμένες με τους καταναλωτές, γιατί η ακτίνα μεταφοράς θερμότητας (ατμός, ζεστό νερό) είναι 15-20 km. Η μέγιστη χωρητικότητα του CHPP είναι μικρότερη από αυτή του IES.
Κατά κανόνα, το GRES και τα περιφερειακά ΣΗΘ έχουν ισχύ άνω του 1 εκατομμυρίου kW.
Οι βιομηχανικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι μονάδες παραγωγής ενέργειας που παρέχουν θερμότητα και ηλεκτρισμό σε συγκεκριμένες βιομηχανικές επιχειρήσεις ή σε συγκρότημα τους, για παράδειγμα, μονάδα παραγωγής χημικών προϊόντων. Οι βιομηχανικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αποτελούν μέρος των βιομηχανικών επιχειρήσεων που εξυπηρετούν. Η χωρητικότητά τους καθορίζεται από τις ανάγκες των βιομηχανικών επιχειρήσεων για θερμική και ηλεκτρική ενέργεια και, κατά κανόνα, είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή των περιφερειακών θερμοηλεκτρικών σταθμών. Συχνά οι βιομηχανικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής λειτουργούν σε κοινό ηλεκτρικό δίκτυο, αλλά δεν υπόκεινται στον αποστολέα του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Μόνο οι περιφερειακοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εξετάζονται παρακάτω.
2. Ανάλογα με το είδος του χρησιμοποιούμενου καυσίμου, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί χωρίζονται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα και πυρηνικά καύσιμα.
Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί που λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα ονομάζονται σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής συμπύκνωσης (IES)... Τα πυρηνικά καύσιμα χρησιμοποιούνται από πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής (NPP). Με αυτή την έννοια, αυτός ο όρος θα χρησιμοποιηθεί παρακάτω, αν και η CHP, οι NPP, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων (GTES) και οι σταθμοί συνδυασμένου κύκλου (PGPPs) είναι επίσης θερμικοί σταθμοί που λειτουργούν με βάση την αρχή της μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια .
Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής συμπύκνωσης (CES) διαδραματίζουν πρωταρχικό ρόλο μεταξύ των θερμικών εγκαταστάσεων. Ελκύονται τόσο προς τις πηγές καυσίμου όσο και προς τους καταναλωτές, και ως εκ τούτου είναι πολύ διαδεδομένα. Όσο μεγαλύτερο είναι το IES, τόσο περισσότερο μπορεί να μεταδώσει ηλεκτρική ενέργεια, δηλ. καθώς αυξάνεται η ισχύς, αυξάνεται η επίδραση του συντελεστή καυσίμου και ενέργειας.
Τα αέρια, υγρά και στερεά καύσιμα χρησιμοποιούνται ως οργανικά καύσιμα για TPP. Η εστίαση στις βάσεις καυσίμων γίνεται με την παρουσία πόρων φθηνού και μη μεταφερόμενου καυσίμου (φαινάνθρακες της λεκάνης Kansk-Achinsk) ή στην περίπτωση χρήσης τύρφης, σχιστόλιθου και μαζούτ από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής (τέτοιοι IES είναι συνήθως που συνδέονται με κέντρα διύλισης πετρελαίου). Οι περισσότεροι TPP στη Ρωσία, ειδικά στο ευρωπαϊκό τμήμα, καταναλώνουν φυσικό αέριο ως κύριο καύσιμο και πετρέλαιο μαζούτ ως εφεδρικό καύσιμο, χρησιμοποιώντας το τελευταίο λόγω του υψηλού κόστους του μόνο σε ακραίες περιπτώσεις. τέτοιοι ΤΡΡ ονομάζονται φυσικό αέριο και πετρέλαιο. Σε πολλές περιοχές, κυρίως στο ασιατικό τμήμα της Ρωσίας, το κύριο καύσιμο είναι ο θερμικός άνθρακας - άνθρακας χαμηλών θερμίδων ή απόβλητα ασφαλτούχου άνθρακα με υψηλή περιεκτικότητα σε θερμίδες (ανθρακί λεπτά - ASh). Δεδομένου ότι τέτοιοι κάρβουνοι αλέθονται σε ειδικούς μύλους σε κατάσταση κονιοποίησης πριν από την καύση, τέτοιοι ΤΡΡ ονομάζονται κονιοποιημένος άνθρακας.
3. Ανάλογα με τον τύπο των σταθμών παραγωγής θερμότητας που χρησιμοποιούνται στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια περιστροφής των ρότορων των στροβίλων, διακρίνονται οι ατμοστρόβιλοι, οι αεριοστρόβιλοι και οι σταθμοί συνδυασμένου κύκλου.
Η βάση των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ατμοστροβίλου είναι οι μονάδες ατμοστροβίλου (STP), οι οποίες χρησιμοποιούν την πιο περίπλοκη, ισχυρότερη και εξαιρετικά προηγμένη ενεργειακή μηχανή - έναν ατμοστρόβιλο για τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Το PTU είναι το κύριο στοιχείο των θερμοηλεκτρικών σταθμών, των θερμοηλεκτρικών σταθμών και των πυρηνικών σταθμών.
Θερμοηλεκτρικοί σταθμοί αεριοστροβίλων (GTES)εξοπλισμένα με μονάδες αεριοστροβίλου (GTU) που λειτουργούν με αέριο ή, σε ακραίες περιπτώσεις, υγρό (ντίζελ) καύσιμο. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία των αερίων πίσω από τη μονάδα αεριοστροβίλου είναι αρκετά υψηλή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή θερμικής ενέργειας σε έναν εξωτερικό καταναλωτή. Τέτοιοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής ονομάζονται GTU-CHPP. Επί του παρόντος, η Ρωσία διαθέτει ένα εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αεριοστροβίλου (GRES-3 με το όνομα Klasson, Elektrogorsk, περιοχή Μόσχας) με ισχύ 600 MW και ένα GTU-CHP (στην πόλη Elektrostal, στην περιοχή της Μόσχας).
Θερμοηλεκτρικοί Σταθμοί Συνδυασμένου Κύκλουολοκληρώνονται με αεριοστρόβιλους συνδυασμένου κύκλου (CCGT), οι οποίοι είναι ένας συνδυασμός αεριοστροβίλου και ατμοστρόβιλου, που επιτρέπει υψηλή απόδοση. Το CCGT-TPP μπορεί να πραγματοποιηθεί με συμπύκνωση (CCGT-KES) και με παροχή θερμικής ενέργειας (CCGT-CHP). Στη Ρωσία, λειτουργεί μόνο ένα CCGT-CHPP (CCGT-450T) με ισχύ 450 MW. Στο Nevinnomysskaya GRES, λειτουργεί μια μονάδα CCGT 170 MW και μια μονάδα CCGT 300 MW στο Yuzhnaya CHPP της Αγίας Πετρούπολης.
4. Σύμφωνα με το τεχνολογικό σχήμα των αγωγών ατμού, οι TPP χωρίζονται σε αρθρωτούς TPP και TPP με διασταυρούμενες συνδέσεις.
Τα μπλοκ TPP αποτελούνται από ξεχωριστούς, κατά κανόνα, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής του ίδιου τύπου - μονάδες ισχύος. Στη μονάδα ισχύος, κάθε λέβητας παρέχει ατμό μόνο για τη δική του τουρμπίνα, από την οποία επιστρέφει μετά από συμπύκνωση μόνο στον δικό του λέβητα. Όλα τα ισχυρά GRES και CHPP είναι κατασκευασμένα σύμφωνα με το σχήμα μπλοκ, τα οποία έχουν τη λεγόμενη ενδιάμεση υπερθέρμανση ατμού. Η λειτουργία λεβήτων και στροβίλων σε TPP με διασταυρούμενες συνδέσεις παρέχεται με διαφορετικό τρόπο: όλοι οι λέβητες TPP παρέχουν ατμό σε μια κοινή γραμμή ατμού (συλλέκτη) και όλοι οι ατμοστρόβιλοι του TPP τροφοδοτούνται από αυτήν. Σύμφωνα με αυτό το σχήμα, τα CES κατασκευάζονται χωρίς ενδιάμεση υπερθέρμανση και σχεδόν όλα τα CHP κατασκευάζονται για υποκρίσιμες αρχικές παραμέτρους ατμού.
5. Ανάλογα με το επίπεδο της αρχικής πίεσης, διακρίνονται οι TPP υποκρίσιμης και υπερκρίσιμης πίεσης (SKP).
Η κρίσιμη πίεση είναι 22,1 MPa (225,6 atm). Στη ρωσική βιομηχανία θερμικής ενέργειας, οι αρχικές παράμετροι είναι τυποποιημένες: οι TPP και οι CHPP κατασκευάζονται για υποκρίσιμη πίεση 8,8 και 12,8 MPa (90 και 130 atm) και για SKD - 23,5 MPa (240 atm). Οι TPP για υπερκρίσιμες παραμέτρους για τεχνικούς λόγους πραγματοποιούνται με επαναθέρμανση και σύμφωνα με το σχήμα μπλοκ. Συχνά τα TPP ή CHPP κατασκευάζονται σε διάφορα στάδια - εναλλάξ, οι παράμετροι των οποίων βελτιώνονται με την εισαγωγή κάθε νέου σταδίου.
Εξετάστε μια τυπική θερμική μονάδα συμπύκνωσης με ορυκτά καύσιμα (Εικ. 3.1).
Ρύζι. 3.1. Ισοζύγιο θερμότητας αερίου-πετρελαίου και
κονιοποιημένος άνθρακας (αριθμοί σε παρένθεση) TPP
Το καύσιμο παρέχεται στον λέβητα και για την καύση του παρέχεται επίσης ένας οξειδωτικός παράγοντας - αέρας που περιέχει οξυγόνο. Ο αέρας λαμβάνεται από την ατμόσφαιρα. Ανάλογα με τη σύνθεση και τη θερμότητα της καύσης, η πλήρης καύση 1 kg καυσίμου απαιτεί 10-15 kg αέρα και, επομένως, ο αέρας είναι επίσης μια φυσική «πρώτη ύλη» για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, για την οποία είναι απαραίτητο να υπάρχει ισχυρή υψηλή φυσητήρες απόδοσης για να το παραδώσουν στη ζώνη καύσης. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης χημικής καύσης, κατά την οποία ο άνθρακας C του καυσίμου μετατρέπεται σε οξείδια CO 2 και CO, το υδρογόνο H 2 - σε υδρατμούς H 2 O, το θείο S - σε οξείδια SO 2 και SO 3 κ.λπ. , σχηματίζονται προϊόντα καύσης καυσίμου - ένα μείγμα από διάφορα αέρια υψηλής θερμοκρασίας. Είναι η θερμική ενέργεια των προϊόντων καύσης καυσίμου που είναι η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από το TPP.
Περαιτέρω, μέσα στο λέβητα, η θερμότητα μεταφέρεται από τα καυσαέρια στο νερό που κινείται μέσα στους σωλήνες. Δυστυχώς, δεν μπορεί να μεταφερθεί όλη η θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της καύσης του καυσίμου στο νερό για τεχνικούς και οικονομικούς λόγους. Τα προϊόντα της καύσης καυσίμου (καυσαέρια) που ψύχονται σε θερμοκρασία 130–160 ° C αφήνουν το TPP μέσω της καμινάδας. Μέρος της θερμότητας που μεταφέρεται από τα καυσαέρια, ανάλογα με τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται, τον τρόπο λειτουργίας και την ποιότητα λειτουργίας, είναι 5–15%.
Μέρος της θερμικής ενέργειας που παραμένει στο εσωτερικό του λέβητα και μεταφέρεται στο νερό εξασφαλίζει το σχηματισμό ατμού με υψηλές αρχικές παραμέτρους. Αυτός ο ατμός κατευθύνεται σε μια τουρμπίνα ατμού. Στην έξοδο του στροβίλου, διατηρείται ένα βαθύ κενό μέσω μιας συσκευής που ονομάζεται συμπυκνωτής: η πίεση πίσω από τον ατμοστρόβιλο είναι 3–8 kPa (θυμηθείτε ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι στο επίπεδο των 100 kPa). Επομένως, ο ατμός, εισερχόμενος στον στρόβιλο υψηλής πίεσης, μετακινείται στον συμπυκνωτή, όπου η πίεση είναι χαμηλή, και διαστέλλεται. Είναι η διαστολή του ατμού που εξασφαλίζει τη μετατροπή της δυνητικής ενέργειας του σε μηχανικό έργο. Ο ατμοστρόβιλος είναι σχεδιασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε η ενέργεια διαστολής του ατμού να μετατρέπεται σε αυτόν στην περιστροφή του ρότορά του. Ο ρότορας του στροβίλου συνδέεται με τον ρότορα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας, στις περιελίξεις του στάτη της οποίας παράγεται ηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι το τελικό χρήσιμο προϊόν (εμπόρευμα) της λειτουργίας του TPP.
Ο συμπυκνωτής, ο οποίος όχι μόνο παρέχει χαμηλή πίεση κατάντη του στροβίλου, αλλά προκαλεί επίσης τη συμπύκνωση του ατμού (μετατροπή σε νερό), απαιτεί μεγάλη ποσότητα κρύου νερού για να λειτουργήσει. Αυτός είναι ο τρίτος τύπος "πρώτης ύλης" που παρέχεται στους σταθμούς παραγωγής ενέργειας και για τη λειτουργία των σταθμών παραγωγής ενέργειας δεν είναι λιγότερο σημαντικός από τα καύσιμα. Ως εκ τούτου, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί κατασκευάζονται είτε κοντά σε υπάρχουσες φυσικές πηγές νερού (ποτάμι, θάλασσα), είτε κατασκευάζονται τεχνητές πηγές (λίμνη ψύξης, πύργοι ψύξης αέρα κ.λπ.).
Η κύρια απώλεια θερμότητας στους TPP προέρχεται από τη μεταφορά της θερμότητας συμπύκνωσης στο νερό ψύξης, το οποίο στη συνέχεια τη δίνει στο περιβάλλον. Με τη θερμότητα του νερού ψύξης, χάνεται περισσότερο από το 50% της θερμότητας που παρέχεται στον TPP με καύσιμο. Έχει επίσης ως αποτέλεσμα τη θερμική ρύπανση του περιβάλλοντος.
Μέρος της θερμικής ενέργειας του καυσίμου καταναλώνεται εντός του TPP είτε με τη μορφή θερμότητας (για παράδειγμα, για τη θέρμανση πετρελαίου μαζούτ που παρέχεται στον TPP σε παχύρρευστη μορφή σε σιδηροδρομικές δεξαμενές), είτε με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας (για παράδειγμα, για την κίνηση ηλεκτρικών κινητήρων αντλιών για διάφορους σκοπούς). Αυτό το μέρος της απώλειας ονομάζεται ίδιες ανάγκες.
Για την κανονική λειτουργία του TPP, εκτός από «πρώτες ύλες» (καύσιμα, νερό ψύξης, αέρας), απαιτούνται και πολλά άλλα υλικά: λάδι για τη λειτουργία συστημάτων λίπανσης, ρύθμιση και προστασία τουρμπινών, αντιδραστήρια (ρητίνες) για τον καθαρισμό του ρευστού εργασίας, πολυάριθμα επισκευαστικά υλικά.
Τέλος, τα ισχυρά TPP εξυπηρετούνται από μεγάλο αριθμό προσωπικού που παρέχει καθημερινή λειτουργία, συντήρηση εξοπλισμού, ανάλυση τεχνικών και οικονομικών δεικτών, προμήθεια, διαχείριση κ.λπ. Χονδρικά, μπορούμε να υποθέσουμε ότι απαιτείται 1 άτομο ανά 1 MW εγκατεστημένης ισχύος και, επομένως, το προσωπικό ενός ισχυρού TPP είναι αρκετές χιλιάδες άτομα. Κάθε μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με ατμοστρόβιλο συμπύκνωσης περιλαμβάνει τέσσερα βασικά στοιχεία:
· Ένας ενεργειακός λέβητας, ή απλά ένας λέβητας, στον οποίο τροφοδοτείται νερό υπό υψηλή πίεση, καύσιμο και ατμοσφαιρικός αέρας για καύση. Η διαδικασία καύσης λαμβάνει χώρα στον κλίβανο του λέβητα - η χημική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται σε θερμότητα και ενέργεια ακτινοβολίας. Το νερό τροφοδοσίας ρέει μέσω ενός συστήματος σωληνώσεων που βρίσκεται μέσα στο λέβητα. Το καύσιμο καύσης είναι μια ισχυρή πηγή θερμότητας, η οποία μεταφέρεται στο νερό τροφοδοσίας. Το τελευταίο θερμαίνεται σε σημείο βρασμού και εξατμίζεται. Ο ατμός που προκύπτει στον ίδιο λέβητα υπερθερμαίνεται πάνω από το σημείο βρασμού. Αυτός ο ατμός με θερμοκρασία 540 ° C και πίεση 13–24 MPa τροφοδοτείται μέσω ενός ή περισσότερων αγωγών σε έναν ατμοστρόβιλο.
· Μια μονάδα στροβίλου που αποτελείται από έναν ατμοστρόβιλο, μια ηλεκτρική γεννήτρια και έναν διεγέρτη. Ένας ατμοστρόβιλος, στον οποίο ο ατμός διαστέλλεται σε πολύ χαμηλή πίεση (περίπου 20 φορές μικρότερη από την ατμοσφαιρική πίεση), μετατρέπει τη δυναμική ενέργεια του συμπιεσμένου και θερμαινόμενου ατμού σε υψηλή θερμοκρασία σε κινητική ενέργεια περιστροφής του ρότορα του στροβίλου. Ο στρόβιλος κινεί μια ηλεκτρική γεννήτρια, η οποία μετατρέπει την κινητική ενέργεια περιστροφής του ρότορα της γεννήτριας σε ηλεκτρικό ρεύμα. Μια ηλεκτρική γεννήτρια αποτελείται από έναν στάτορα, στις ηλεκτρικές περιελίξεις του οποίου παράγεται ρεύμα, και έναν ρότορα, ο οποίος είναι ένας περιστρεφόμενος ηλεκτρομαγνήτης, ο οποίος τροφοδοτείται από έναν διεγέρτη.
· Ο συμπυκνωτής χρησιμεύει για τη συμπύκνωση του ατμού που προέρχεται από τον στρόβιλο και τη δημιουργία ενός βαθιού κενού. Αυτό επιτρέπει μια πολύ σημαντική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για την επακόλουθη συμπίεση του σχηματιζόμενου νερού και ταυτόχρονα αυξάνει την απόδοση του ατμού, δηλ. παίρνετε περισσότερη ισχύ από τον ατμό που παράγεται από τον λέβητα.
· Αντλία τροφοδοσίας για την παροχή νερού τροφοδοσίας στο λέβητα και τη δημιουργία υψηλής πίεσης μπροστά από τον στρόβιλο.
Έτσι, στο STU πάνω από το ρευστό εργασίας, λαμβάνει χώρα ένας συνεχής κύκλος μετατροπής της χημικής ενέργειας του καυσίμου σε ηλεκτρική ενέργεια.
Εκτός από τα αναφερόμενα στοιχεία, ένα πραγματικό STU περιέχει επιπλέον μεγάλο αριθμό αντλιών, εναλλάκτες θερμότητας και άλλες συσκευές που είναι απαραίτητες για την αύξηση της απόδοσής του. Η τεχνολογική διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα ΤΡΡ που λειτουργεί με αέριο φαίνεται στο Σχ. 3.2.
Τα κύρια στοιχεία της εξεταζόμενης μονάδας παραγωγής ενέργειας (Εικόνα 3.2) είναι μια μονάδα λέβητα που παράγει ατμό υψηλών παραμέτρων. μια τουρμπίνα ή μονάδα ατμοστροβίλου που μετατρέπει τη θερμότητα του ατμού σε μηχανική ενέργεια περιστροφής του ρότορα της μονάδας στροβίλου και ηλεκτρικές συσκευές (ηλεκτρική γεννήτρια, μετασχηματιστής κ.λπ.) που παρέχουν παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Το κύριο στοιχείο της μονάδας λέβητα είναι ο λέβητας. Το αέριο για τη λειτουργία του λέβητα τροφοδοτείται από το σταθμό διανομής αερίου που είναι συνδεδεμένος με τον κεντρικό αγωγό αερίου (δεν φαίνεται στο σχήμα) στο σημείο διανομής αερίου (GRP) 1. Εδώ η πίεσή του μειώνεται σε πολλές ατμόσφαιρες και τροφοδοτείται σε οι καυστήρες 2 που βρίσκεται στο κάτω μέρος του λέβητα (τέτοιοι καυστήρες ονομάζονται καυστήρες πυθμένα).
Ρύζι. 3.2. Η τεχνολογική διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα TPP που λειτουργεί με φυσικό αέριο
Ο ίδιος ο λέβητας είναι μια δομή σχήματος U με ορθογώνιους αγωγούς αερίου. Το αριστερό μέρος του ονομάζεται εστία. Το εσωτερικό μέρος του κλιβάνου είναι ελεύθερο και το καύσιμο, σε αυτήν την περίπτωση το αέριο, καίγεται σε αυτό. Για να γίνει αυτό, θερμός αέρας τροφοδοτείται συνεχώς στους καυστήρες από έναν ειδικό ανεμιστήρα 28, που θερμαίνεται στον θερμαντήρα αέρα 25. Στο Σχ. Το 3.2 δείχνει τον λεγόμενο περιστροφικό θερμαντήρα αέρα, του οποίου η συσκευασία αποθήκευσης θερμότητας θερμαίνεται από τα καυσαέρια εξαγωγής στο πρώτο μισό της στροφής και στο δεύτερο μισό της στροφής θερμαίνει τον αέρα που προέρχεται από την ατμόσφαιρα. Για να αυξηθεί η θερμοκρασία του αέρα, χρησιμοποιείται ανακυκλοφορία: μέρος των καυσαερίων βγαίνει από τον λέβητα με ειδικό ανεμιστήρα ανακυκλοφορίας 29 τροφοδοτείται στον κύριο αέρα και αναμιγνύεται με αυτόν. Ο ζεστός αέρας αναμιγνύεται με αέριο και μέσω των καυστήρων του λέβητα τροφοδοτείται στον κλίβανό του - τον θάλαμο στον οποίο καίγεται το καύσιμο. Κατά την καύση, σχηματίζεται ένας πυρσός, ο οποίος είναι μια ισχυρή πηγή ενέργειας ακτινοβολίας. Έτσι, όταν το καύσιμο καίγεται, η χημική του ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική και ακτινοβολούμενη ενέργεια του φακού.
Τα τοιχώματα του κλιβάνου είναι επενδεδυμένα με σήτες 19 - σωλήνες στους οποίους παρέχεται νερό τροφοδοσίας από τον εξοικονομητή 24. Το διάγραμμα δείχνει έναν λεγόμενο λέβητα εφάπαξ, στις οθόνες του οποίου τροφοδοτεί νερό, που διέρχεται από το σύστημα σωλήνων του λέβητα μόνο μία φορά , θερμαίνεται και εξατμίζεται, μετατρέποντας σε ξηρό κορεσμένο ατμό. Οι λέβητες τυμπάνου έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι, στις σήτες των οποίων πραγματοποιείται πολλαπλή κυκλοφορία του νερού τροφοδοσίας και ο διαχωρισμός του ατμού από το νερό του λέβητα γίνεται σε τύμπανο.
Ο χώρος πίσω από τον κλίβανο του λέβητα είναι αρκετά πυκνός γεμάτος με σωλήνες, μέσα στους οποίους κινείται ατμός ή νερό. Εξωτερικά, αυτοί οι σωλήνες πλένονται από καυτά καυσαέρια, τα οποία σταδιακά ψύχονται όταν κινούνται προς την καμινάδα 26.
Ξηρός κορεσμένος ατμός εισέρχεται στον κύριο υπερθερμαντήρα, που αποτελείται από την οροφή 20, την οθόνη 21 και τα στοιχεία μεταφοράς 22. Στον κύριο υπερθερμαντήρα, η θερμοκρασία του ανεβαίνει και επομένως η δυναμική ενέργεια. Ο ατμός υψηλών παραμέτρων που λαμβάνεται στην έξοδο του θερμαντήρα μεταφοράς εξέρχεται από τον λέβητα και εισέρχεται στον ατμοστρόβιλο μέσω μιας γραμμής ατμού.
Ένας ισχυρός ατμοστρόβιλος συνήθως αποτελείται από αρκετούς, σαν να λέγαμε, ξεχωριστούς στρόβιλους - κυλίνδρους.
Ο ατμός παρέχεται στον πρώτο κύλινδρο, έναν κύλινδρο υψηλής πίεσης (HPC) 17, απευθείας από τον λέβητα και επομένως έχει υψηλές παραμέτρους (για τουρμπίνες SKD - 23,5 MPa, 540 ° C, δηλαδή 240 στους / 540 ° C). Στην έξοδο του HPC, η τάση ατμών είναι 3–3,5 MPa (30–35 atm) και η θερμοκρασία είναι 300–340 ° C. Εάν ο ατμός συνέχιζε να διαστέλλεται στον στρόβιλο περισσότερο από αυτές τις παραμέτρους στην πίεση στον συμπυκνωτή, θα γινόταν τόσο υγρός που η μακροχρόνια λειτουργία του στροβίλου θα ήταν αδύνατη λόγω της διαβρωτικής φθοράς των μερών του στον τελευταίο κύλινδρο. Επομένως, σχετικά ψυχρός ατμός από το HPC επιστρέφει πίσω στο λέβητα στον λεγόμενο ενδιάμεσο υπερθερμαντήρα 23. Σε αυτόν, ο ατμός εκτίθεται ξανά στα καυτά αέρια του λέβητα και η θερμοκρασία του ανεβαίνει στην αρχική του θερμοκρασία (540 ° ΝΤΟ). Ο ατμός που προκύπτει κατευθύνεται σε έναν κύλινδρο μέσης πίεσης (LPC) 16. Μετά από διαστολή στο LPC σε πίεση 0,2–0,3 MPa (2–3 atm), ο ατμός εισέρχεται σε έναν ή περισσότερους ίδιους κυλίνδρους χαμηλής πίεσης (LPC) 15.
Έτσι, εκτονούμενος στον στρόβιλο, ο ατμός περιστρέφει τον ρότορά του που είναι συνδεδεμένος με τον ρότορα της ηλεκτρικής γεννήτριας 14, στις περιελίξεις του στάτη του οποίου παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Ο μετασχηματιστής αυξάνει την τάση του για να μειώσει τις απώλειες στις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, μεταφέρει μέρος της παραγόμενης ενέργειας για να τροφοδοτήσει τις δικές του ανάγκες του TPP και απελευθερώνει την υπόλοιπη ηλεκτρική ενέργεια στο σύστημα ισχύος.
Τόσο ο λέβητας όσο και ο στρόβιλος μπορούν να λειτουργήσουν μόνο με πολύ υψηλή ποιότητα τροφοδοτικού νερού και ατμού, γεγονός που επιτρέπει μόνο αμελητέες προσμίξεις άλλων ουσιών. Επιπλέον, η κατανάλωση ατμού είναι τεράστια (για παράδειγμα, σε μια μονάδα ισχύος 1200 MW, πάνω από 1 τόνος νερού εξατμίζεται σε 1 δευτερόλεπτο, διέρχεται από τον στρόβιλο και συμπυκνώνεται). Επομένως, η κανονική λειτουργία της μονάδας ισχύος είναι δυνατή μόνο όταν δημιουργείται ένας κλειστός κύκλος κυκλοφορίας ενός μέσου εργασίας υψηλής καθαρότητας.
Ο ατμός που αφήνει το LPC του στροβίλου εισέρχεται στον συμπυκνωτή 12 - έναν εναλλάκτη θερμότητας, μέσω των σωλήνων του οποίου ρέει συνεχώς νερό ψύξης, που τροφοδοτείται από την αντλία κυκλοφορίας 9 από ένα ποτάμι, μια δεξαμενή ή μια ειδική συσκευή ψύξης (πύργος ψύξης).
Ο πύργος ψύξης είναι ένας κοίλος πύργος εξάτμισης από οπλισμένο σκυρόδεμα (Εικ. 3.3) ύψους έως 150 m και με διάμετρο εξόδου 40–70 m, ο οποίος δημιουργεί βαρύτητα για τον αέρα που εισέρχεται από κάτω μέσω των ασπίδων καθοδήγησης αέρα.
Στο εσωτερικό του πύργου ψύξης, σε ύψος 10–20 m, εγκαθίσταται μια συσκευή άρδευσης (ψεκαστήρα). Ο αέρας που κινείται προς τα πάνω προκαλεί την εξάτμιση ορισμένων από τα σταγονίδια (περίπου 1,5–2%), ψύχοντας έτσι το νερό που προέρχεται από τον συμπυκνωτή και θερμαίνεται σε αυτόν. Το ψυχρό νερό συλλέγεται στον πυθμένα της πισίνας, ρέει στον μπροστινό θάλαμο 10, και από εκεί τροφοδοτείται από την αντλία κυκλοφορίας 9 στον συμπυκνωτή 12 (Εικόνα 3.2).
| Ρύζι. 3.3. Φυσικό σχέδιο Πύργου ψύξης |
| Ρύζι. 3.4. Εξωτερικό του πύργου ψύξης |
Μαζί με το νερό που κυκλοφορεί, χρησιμοποιείται και παροχή νερού άμεσης ροής, κατά την οποία το νερό ψύξης εισέρχεται στον συμπυκνωτή από τον ποταμό και απορρίπτεται σε αυτόν κατάντη. Ο ατμός που προέρχεται από τον στρόβιλο στην πλευρά του κελύφους του συμπυκνωτή συμπυκνώνεται και ρέει προς τα κάτω. Το προκύπτον συμπύκνωμα τροφοδοτείται από την αντλία συμπυκνώματος 6 μέσω μιας ομάδας αναγεννητικών θερμαντικών χαμηλής πίεσης (LPH) 3 στον απαερωτή 8. Στο LPH, η θερμοκρασία του συμπυκνώματος αυξάνεται λόγω της θερμότητας συμπύκνωσης του ατμού που λαμβάνεται από τον στρόβιλο. Αυτό καθιστά δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου στο λέβητα και την αύξηση της απόδοσης της μονάδας παραγωγής ενέργειας. Στον εξαεριστή 8, λαμβάνει χώρα η εξαέρωση - η απομάκρυνση των αερίων που είναι διαλυμένα σε αυτόν από το συμπύκνωμα, διαταράσσοντας τη λειτουργία του λέβητα. Ταυτόχρονα, η δεξαμενή του εξαεριστή είναι ένα δοχείο για το νερό τροφοδοσίας του λέβητα.
Από τον εξαεριστή, το νερό τροφοδοσίας τροφοδοτείται από μια αντλία τροφοδοσίας 7, που κινείται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα ή έναν ειδικό στρόβιλο ατμού, σε μια ομάδα θερμαντήρων υψηλής πίεσης (HPH).
Η αναγεννητική θέρμανση του συμπυκνώματος σε HDPE και LDPE είναι ο κύριος και πολύ κερδοφόρος τρόπος για την αύξηση της απόδοσης των TPP. Ο ατμός, που επεκτεινόταν στον στρόβιλο από την είσοδο στον αγωγό εξαγωγής, ανέπτυξε μια ορισμένη ισχύ και έχοντας εισέλθει στον αναγεννητικό θερμαντήρα, μετέφερε τη θερμότητα συμπύκνωσης στο νερό τροφοδοσίας (όχι το νερό ψύξης!), Αυξάνοντας τη θερμοκρασία του και εξοικονομώντας έτσι καύσιμο κατανάλωση στο λέβητα. Θερμοκρασία νερού τροφοδοσίας λέβητα κατάντη του HPH, δηλ. πριν εισέλθετε στο λέβητα, είναι, ανάλογα με τις αρχικές παραμέτρους, 240–280 ° C. Έτσι, κλείνει ο τεχνολογικός κύκλος ατμού-νερού μετατροπής της χημικής ενέργειας του καυσίμου στη μηχανική ενέργεια περιστροφής του ρότορα της μονάδας στροβίλου.