Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Transkrypt

1 Dr inż. Andrzej Tatarek Siłownie cieplne 1

2 Wykład 1 Podziały i klasyfikacje elektrowni Moc elektrowni pojęcia podstawowe 2

3 Energia elektryczna szczególnie wygodny i rozpowszechniony nośnik energii Łatwość przesyłania na duże odległości Łatwośćprzetwarzania na inne postacie energii (mechaniczną i cieplną) Z tego powodu duża częśćenergii pozyskiwanej z prawie wszystkich naturalnych źródełprzechodzi przez postaćenergii elektrycznej 3

4 Źródła i postacie energii przetwarzane na energię elektryczną: Paliwa pierwotne (organiczne: stałe, ciekłe i gazowe oraz jądrowe) Energia wód (śródlądowych, przypływów i odpływów mórz oraz fal morskich) Energia geotermiczna (ciepło wnętrza ziemi) Energia wiatru Energia słoneczna Energia reakcji chemicznych 4

5 Elektrownia cieplna zakład produkujący energię elektryczną na skalę przemysłową który wykorzystuje do tego celu: Energię paliw organicznych (konwencjonalnych) Energię paliw jądrową 5

6 Układ przemian energetycznych elektrowni cieplnych (trójstopniowy) Energia paliwa Energia cieplna Energia mechaniczna Energia elektryczna 1 kocioł, 2 silnik cieplny (turbina parowa lub gazowa), 3 prądnica 6

7 Podział elektrowni w zależności od rodzaju silnika cieplnego: Elektrownie parowe klasyczne (konwencjonalne) czynnikiem roboczym jest wytworzona w kotle para wodna, wykonująca pracę w turbinie parowej Elektrownie parowe jądrowe energia cieplna, dostarczana czynnikowi roboczemu, pochodzi z procesu rozszczepiania paliw jądrowych w reaktor Elektrownie gazowe czynnikiem roboczym jest gaz będący produktem spalania paliwa i wykonujący pracę w turbinie gazowej. Elektrownie spalinowe z silnikami spalinowymi tłokowymi (najczęściej Diesla) 7

8 Podział elektrowni w zależności od rodzaju oddawanej energii: Elektrownie kondensacyjne wytwarzajątylko energięelektrycznąw turbozespołach kondensacyjnych (nie wykorzystująciepła pary wylotowej) Elektrociepłownie wytwarzają energię elektryczną i cieplną(równocześnie), oddawanąna zewnątrz w postaci pary lub gorącej wody w ilości co najmniej 10% produkowanej energii. 8

9 Podział elektrowni niezależnie od rodzaju i typu (przynależność): Elektrownie zawodowe przynależne administracyjnie do przedsiębiorstw podległych organizacjom gospodarczym w branży energetycznej (zawodowo produkujące energię elektryczną i cieplną). Elektrownie przemysłowe administracyjnie związane z zakładami przemysłowymi (hutami, kopalniami, zakładami chemicznymi), należącymi do innych organizacji gospodarczych niż energetyka. 9

10 Skład jednego wspólnego systemu elektroenergetycznego: Elektrownie Linie przesyłowe wysokiego napięcia Stacje transformatorowo-rozdzielcze Linie rozdzielcze oraz odbiorniki energii elektrycznej 10

11 Elektrownie podstawowe (czas wykorzystania mocy zainstalowanej >5000 h/rok) dostarczające do systemu przeważającą część energii elektrycznej, pracujące z małymi zmianami obciążenia przez większość dni w roku. Należą do nich: Elektrownie parowe o małym jednostkowym koszcie paliwa Elektrownie jądrowe Elektrociepłownie 11

12 Elektrownie podszczytowe (czas wykorzystania mocy zainstalowanej h/rok) zmniejszające z reguły dość znacznie swe obciążenie w dolinach obciążeń systemu. Należą do nich: Starsze elektrownie parowe o dobrej dyspozycyjności Elektrownie wodne ze zbiornikiem o niedużym czasie napełniania 12

13 Elektrownie szczytowe (czas wykorzystania mocy zainstalowanej <2000h/rok) uruchamiane tylko w okresach szczytowego obciążenia każdej doby. Należą do nich: Elektrownie wodne pompowe i zbiornikowe Elektrownie gazowe Specjalne elektrownie parowe o szybkim rozruchu Stare elektrownie parowe o dużym koszcie paliwa 13

14 Typowy kształt dobowego wykresu obciążenia systemu elektroenergetycznego i rozdziałzadańmiędzy elektrownie: 1 elektrownie podstawowe, 2 elektrownie podszczytowe, 3 elektrownie szczytowe a) wykres kalendarzowy b) wykres uporządkowany Rys. Laudyn, Pawlik, Strzelczyk Elektrownie 14

15 Moc elektrowni Podstawowe wielkości charakteryzujące elektrownie i elektrociepłownie: Elektrownia moc elektryczna Elektrociepłownia moc elektryczna i moc cieplna 15

16 Moc elektrowni Rodzaje mocy elektrycznej: Moc zainstalowana Moc osiągalna Moc dyspozycyjna 16

17 Moc elektrowni Moc zainstalowana elektrowni suma mocy znamionowych turbozespołów wchodzących w skład elektrowni N in = N zn, MW 17

18 Moc elektrowni Moc osiągalna moc jaką elektrownia może osiągnąć w sposób trwały przy dobrym stanie urządzeń i normalnych warunkach eksploatacji. Przez trwałość rozumie się tu czas nie krótszy niż 15h. N o = N in N u, MW N u trwałe ubytki mocy spowodowane wadami układu technologicznego, zmianami konstrukcyjnymi itp. 18

19 Moc elektrowni Moc dyspozycyjna maksymalna moc, która może byćoddana w ustalonym czasie (terminie) w rzeczywistych warunkach pracy. N d = N o N z = N i N u- N z, MW N z okresowe (zmienne) ubytki mocy spowodowane remontami, awariami oraz przejściowym pogorszeniem warunków zewnętrznych takich jak: gorsze paliwo, zmiany temperatury wody chłodzącej i powietrza 19

20 Moc elektrowni Rodzaje mocy cieplnej: Moccieplnazainstalowana Moc cieplna osiągalna Moc cieplna dyspozycyjna 20