4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne

Komentarze

Transkrypt

4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne
4.
Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej
4.1. Uwagi ogólne
Elektrownia – zakład produkujący energię elektryczną
w celach komercyjnych;
Ciepłownia – zakład produkujący energię cieplną w
postaci pary lub gorącej wody w celach komercyjnych;
Elektrociepłownia – zakład produkujący jednocześnie
energię elektryczną i cieplną w celach komercyjnych.
Kryteria klasyfikacyjne elektrowni:
rodzaj wykorzystywanej energii pierwotnej,
czas pracy w ciągu roku,
przynaleŜność administracyjna.
4.2. Podział elektrowni ze względu na
wykorzystywanej energii pierwotnej
rodzaj
4.2.1. Elektrownie cieplne
Elektrownia cieplna – zakład produkujący energię
elektryczną na skalę przemysłową i wykorzystujący
do
tego
celu
energię
paliw
organicznych
(konwencjonalnych) lub jądrowych [3]
energia
paliwa
1
energia
cieplna
2
energia
mechaniczna
3
energia
elektryczna
Rys. 4.1. Schemat przemian energii w elektrowni cieplnej:
1 – kocioł parowy lub komora spalania lub reaktor
jądrowy, 2 – silnik cieplny (turbina parowa lub gazowa),
3 – prądnica [3]
1
Elektrownie cieplne parowe
•
•
•
Rys. 4.2. Konwencjonalna elektrownia parowa; 1 – kocioł, 2 – turbina
parowa, 3 – skraplacz, 4 – pompa wody zasilającej, 5 – pompa
wody chłodzącej, 6 – prądnica (generator), 7 – układ odpylania
i odsiarczania spalin, 8 – komin;
a - woda zasilająca, b – para, c – woda w obiegu chłodzenia,
d – spaliny [7]
Rys. 4.3. Elektrownia jądrowa z ciśnieniowym reaktorem wodnym; 1 –
reaktor, 2 – stabilizator ciśnienia, 3 – główna pompa obiegowa,
4 – wytwornica pary, 5 – turbina parowa, 6 – międzystopniowy
separator i przegrzewacz pary, 7 – skraplacz, 8 – pompa wody
zasilającej, 9 – pompa wody chłodzącej, 10 – prądnica
(generator), 11 – obudowa bezpieczeństwa;
a – woda w obiegu pierwotnym, b – para w obiegu wtórnym,
c – woda w obiegu wtórnym, d – woda w obiegu chłodzenia [7]
2
Schemat procesu technologicznego elektrowni parowej i jego podział na najwaŜniejsze
układy.
układ paliwo – powietrze – spaliny
układ cieplny (parowo-wodny)
układ chłodzenia
układ wyprowadzenia mocy
1 - palenisko, 2 – doprowadzenie paliwa, 3 – doprowadzenie powietrza do spalania, 4 – odprowadzenie ŜuŜla i popiołu, 5 –
podgrzewacz wody, 6 – parownik, 7 – przegrzewacz par, 8 – odprowadzenie spalin, 9 – turbina, 10 – skraplacz, 11 – pompa skroplin,
12 – zbiornik wody zasilającej, 13 – pompa wody zasilającej, 14 – woda uzupełniająca, 15 – podgrzewacz wody zasilającej, 16 –
chłodnia kominowa, 17 – pompa wody chłodzącej, 18 – źródło wody (dla otwartego obiegu chłodzenia),19 – prądnica, 20 –
transformator blokowy, 21 – transformator potrzeb własnych.
Źródło: Laudyn D.,Pawlik M., Strzelczyk F.:Elektrownie. WN-T, Warszawa 1997
3
W zaleŜności od rodzaju oddawanej energii elektrownie
cieplne parowe dzielą się na:
elektrownie kondensacyjne, wytwarzające tylko
energię
elektryczną
w
turbozespołach
kondensacyjnych;
elektrociepłownie,
wytwarzające
energię
elektryczną i cieplną, oddawaną na zewnątrz
w postaci pary lub gorącej wody w ilości co najmniej
10% produkowanej energii.
Rys. 4.4. Schematy ideowe ciepłowni, elektrociepłowni i elektrowni;
a) układ niskopręŜny (ciepłownia), b) układ przeciwpręŜny
z reduktorem, c) układ wyłącznie przeciwpręŜny, d) układ
upustowo-kondensacyjny z reduktorem, e) układ upustowokondensacyjny bez reduktora, f) układ kondensacyjny
(elektrownia) [8]
4
Elektrownie cieplne gazowe
Rys.4.5. Schemat ideowy otwartego obiegu cieplnego z turbiną
gazową; 1- spręŜarka, 2 – turbina gazowa, 3- doprowadzenie
powietrza, 4 – komora spalania, 5 – prądnica,
6 – doprowadzenie paliwa [3]
4.2.2. Elektrownie wodne
Elektrownie wodne zamieniają energię potencjalną
wody (energię spadku wód) na energię mechaniczną
w turbinie wodnej, a następnie na energię elektryczną
w prądnicy napędzanej przez turbinę wodną.
Rys.4.6. Wykorzystanie cyklu krąŜenia wody w przyrodzie do produkcji
energii elektrycznej; 1 – parowanie, 2 – opad, 3 – zbiornik,
T- turbina wodna, G - generator [3]
5
elektrownie
pompowe
(szczytowo-pompowe)
w
okresach
małego
obciąŜenia
systemu
elektroenergetycznego woda jest przepompowywana
ze zbiornika dolnego do górnego;
Rys.4.7. Zasada pracy elektrowni pompowej [3]
elektrownie przepływowe - wykorzystują naturalny,
ciągły przepływ cieku wodnego (nie mają zbiornika
do magazynowania wody);
elektrownie zbiornikowe - wyposaŜone w zbiorniki
wody dla lepszego wykorzystania cieku wodnego;
elektrownie zbiornikowe z członem pompowym zbiorniki górne są częściowo napełniane przez
dopływy naturalne, a częściowo (w okresach małych
obciąŜeń) uzupełniane wodą tłoczoną przez pompy
ze zbiorników dolnych.
6
4.2.3. Elektrownie wykorzystujące
odnawialne rodzaje energii
inne,
w
tym
elektrownie i ciepłownie słoneczne,
elektrownie wiatrowe,
elektrownie morskie,
elektrownie, elektrociepłownie
geotermiczne,
i
ciepłownie
elektrownie, elektrociepłownie
wykorzystujące biomasę, itd.
i
ciepłownie
4.3. Podział elektrowni ze względu na czas pracy w
ciągu roku
Rys.4.8. Podział elektrowni wg zadań (NI – elektrownie podstawowe,
NII – elektrownie podszczytowe, NIII – elektrownie szczytowe)
[2]
7
Elektrownie podstawowe pracują z prawie niezmiennym
obciąŜeniem przez większość dni w roku, dostarczają
do systemu przewaŜającą część energii elektrycznej (czas
pracy T>5500 h/a) – elektrownie parowe o małym
jednostkowym koszcie paliwa i duŜej sprawności, elektrownie
jądrowe i elektrociepłownie.
Elektrownie podszczytowe zmniejszają znacznie swoje
obciąŜenie w dolinach obciąŜenia systemu – starsze
elektrownie parowe, elektrownie wodne ze zbiornikiem
o nieduŜym czasie napełniania.
Elektrownie szczytowe uruchamiane tylko w okresach
szczytowego obciąŜenia kaŜdej doby (czas pracy T<3000
h/a) – elektrownie wodne pompowe i zbiornikowe,
elektrownie gazowe i gazowo-parowe, specjalne elektrownie
parowe o szybkim rozruchu, stare elektrownie parowe
o duŜym koszcie paliwa.
4.4. Podział elektrowni krajowych ze
na przynaleŜność administracyjną
względu
Elektrownie zawodowe (podsektor wytwarzania) są to
obiekty (elektrownie i elektrociepłownie), które sprzedaŜ
energii elektrycznej realizują w przewaŜającej części
z
wykorzystaniem
sieci
elektroenergetycznych
przedsiębiorstw
sieciowych
(elektrownie
zaliczane
tradycyjnie do elektroenergetyki zawodowej);
Elektrownie zawodowe niezaleŜne:
− elektrociepłownie
dostarczające
energię
elektryczną
w większości jednemu odbiorcy finalnemu (elektrociepłownie
powstałe w wyniku restrukturyzacji przedsiębiorstw
przemysłowych i wydzieleniu ich jako odrębnych jednostek),
− małe elektrownie wodne oraz wykorzystujące inne źródła
odnawialne działające poza strukturami przedsiębiorstw
sieciowych i wytwórczych sektora;
8
Elektrownie
przemysłowe
są
częścią
zakładów
przemysłowych, a wytwarzana w nich energia jest zuŜywana
głównie na potrzeby macierzystego zakładu przemysłowego.
WaŜniejsze parametry charakteryzujące krajowy system
elektroenergetyczny w 2004 r. (na podstawie danych
statystycznych ARE S.A. i PSE S.A.)
Rodzaj wielkości
Moc zainstalowana elektrowni
w tym:
- elektrownie zawodowe
- elektrownie przemysłowe
Jednost
ka
Wartość
35348
MW
32789
2559
Moc osiągalna elektrowni
w tym:
- elektrownie zawodowe
- elektrownie przemysłowe
MW
Maksymalne zapotrzebowanie mocy w roku
MW
23108
MW
16158
Data (dzień, miesiąc)
Minimalne zapotrzebowanie mocy w roku
Data (dzień, miesiąc)
34123
31996
2127
28.06.
154124
Roczna produkcja energii elektrycznej w tym:
- elektrownie zawodowe
- elektrownie przemysłowe
23.12.
GWh
146060
8064
Roczne zuŜycie energii
GWh
144 831
Import energii elektrycznej
GWh
5312
9
Eksport energii elektrycznej
GWh
14605
4 320
Moc największej elektrowni cieplnej
(Elektrownia Bełchatów)
Moc największej elektrowni wodnej
(Elektrownia śarnowiec)
MW
Moc zainstalowana w elektrowniach wodnych
MW
680
2 000
Liczba elektrowni cieplnych
-
57
Liczba elektrowni wodnych
-
119
Liczba elektrociepłowni przemysłowych
-
164
Moc największej elektrociepłowni przemysłowej
MW
345
Moc największego bloku elektrowni cieplnej
MW
500
Moc zainstalowana w elektrowniach
wiatrowych (stan na kwiecień 2004)
MW
60
-
49
Moc największej turbiny wiatrowej
MW
2
Moc największej farmy wiatrowej
(Zagórze gmina Wolin)
MW
30
Największe napięcie znamionowe sieci
kV
750
Długość linii 750 kV
km
114
Długość linii 400 kV
km
4 900
Długość linii 220 kV
km
7 899
Liczba elektrowni wiatrowych
(stan na kwiecień 2004)
10

Podobne dokumenty