doc4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne
download 
Reklamacja 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
