Upload
kinsey
View
64
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
KOMBINOVANÁ VÝROBA ELEKTRINY A TEPLA „KVET“. doc. Ing. František Urban, CSc., Ing. Ľubor Kučák, CSc. Ing. Peter Fodor. CONECO – RACIOENERGIA 2011 Teplárenské združenie na Slovensku Odborný seminár ÚSPORA ENERGIE KOMBINOVANOU VÝROBOU ELEKTRINY A TEPLA Bratislava 30. marec 2011. ÚVOD. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
doc. Ing. František Urban, CSc., Ing. Ľubor Kučák, CSc.
Ing. Peter Fodor
KOMBINOVANÁ VÝROBA ELEKTRINY A TEPLA
„KVET“
CONECO – RACIOENERGIA 2011 Teplárenské združenie na Slovensku
Odborný seminár
ÚSPORA ENERGIE KOMBINOVANOU VÝROBOU ELEKTRINY A TEPLA
Bratislava 30. marec 2011
2
ÚVOD
Zbierka zákonov č. 309 / 2009o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby a o zmene a doplnení niektorých zákonov
Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2004/8/ES zo dňa 11. februára 2004 o podpore kogenerácie založenej na dopyte po využiteľnom teple na vnútornom trhu s energiou a ktorou sa mení a dopĺňa smernica 92/42/EHS
3
ZÁKLADNÉ POJMY
Termická účinnosť teplárne
Teplárenský súčiniteľ
Q
QApTE
TE
Q
Qkogt
Teplárenský modul
Q
Ae
4
ÚVOD
Kombinovaná výroba elektriny, tepla (chladu), mechanickej energie
Technológie kombinovanej výroby:1. spaľovacia turbína s kombinovaným cyklom,2. protitlaková parná turbína,3. kondenzačná parná turbína s odberom pary,4. spaľovacia turbína s regeneráciou tepla,5. spaľovací motor,6. mikroturbína,7. Stirlingov motor,8. palivový článok,9. Rankinove organické cykly,10. iný typ technológie.
5
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY
Parná tepláreň s protitlakovou a kondenzačnou odberovou turbínou
CHÚV
QF
ESV ESV
QD
QD
6
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY
Kondenzačná elektráreň s odberom tepla
7
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY
Spaľovacia turbína s kombinovaným cyklom (tepláreň s paroplynovým cyklom) Spaľovacia turbína s regeneráciou tepla
8
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY
Tepláreň so spaľovacím motorom (kogeneračná jednotka)
~ Spaľovacímotor
vzduch
zemný plyn
chladiaci okruh
9
ROČNÝ DIAGRAM TRVANIA POTREBY TEPLA V SCZT
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
deň
P q
SC
ZT (
%)
10
SEPS Týždenné maximá zaťaženia elektrizačnej sústavy SR
11
ZÁVER
12
SEPS Podiel zdrojov na výrobe elektriny v SR v roku 2010
13
VÝSLEDKY ANALÝZY
•
Pq (MW) Pq / Pe c (%) 0 0,00 32,0 90 6,82 37,6 120 5,94 39,3 180 6,82 43,2 240 5,94 46,5
14
POROVNANIE TEPELNÝCH ZDROJOV Z TERMODYNAMICKÉHO HĽADISKA
Senkeyov diagram dodávky tepla a elektriny z teplárne s protitlakovou parnou turbínou
elektrickývýkon22 %
tepe lnývýkon58 %
tep lov pa live100 %
odpadnétep lo20 %
15
POROVNANIE TEPELNÝCH ZDROJOV Z TERMODYNAMICKÉHO HĽADISKA
Senkeyov diagram dodávky tepla a elektriny z teplárne s protitlakovou parnou turbínou
tep lov pa live204 %
elektrickývýkon45 %
dodanýtepe lnývýkon100 %
tepe lné stra tyv rozvodoch
18 %
odpadnétep lo41 %
tep
eln
ý vý
kon
na
pra
hu z
dro
ja11
8 %
16
POROVNANIE TEPELNÝCH ZDROJOV Z TERMODYNAMICKÉHO HĽADISKA
tepe lnývýkon90 %
( 100 % )
odpadnétep lo10 %
( 11 % )
tep lo v pa live100 %
( 111 % )
Senkeyov diagram dodávky tepla z domovej kotolne
17
POROVNANIE TEPELNÝCH ZDROJOV Z TERMODYNAMICKÉHO HĽADISKA
Senkeyov diagram dodávky elektriny z referenčnej elektrárne s účinnosťou 35 %
elektrický výkon 45 %
teplo v palive 128 %
odpadné teplo
83 %
18
POROVNANIE TEPELNÝCH ZDROJOV Z TERMODYNAMICKÉHO HĽADISKA
Tepelný zdroj Celková účinnosť tepelného zdroja (%)
Tepelné straty v rozvodoch (%)
Dodaný tepelný výkon (%)
Tepelný výkon na prahu zdroja (%)
Elekrický výkon tepelného zdroja (%)
Výkon dodaný palivom v tepelnom zdroji (%)
Výkon dodaný palivom v referenčnej elektrárni (%)
Redukovaný výkon dodaný palivom v tepelnom zdroji na dodávku 100 % tepelného výkonu (%)
elektrické vykurovanie 35 0 100 100 0 286 0 286 výhrevňa 85 18 100 118 0 139 0 139 bloková výhrevňa s kondenzačnými kotlami
100 11 100 111 0 111 0 111
decentralizované vykurovanie
90 0 100 100 0 111 0 111
tepláreň s protitlakovou parnou turbínou
80 18 100 118 45 204 128 76
kondenzačná elektráreň s odberom tepla
50 21 100 121 225 691 642 49
bloková tepláreň s kogeneračnými jednotkami
85 11 100 111 60 201 171 30
paroplynový cyklus 90 18 100 118 118 262 337 -75
19
POROVNANIE TEPELNÝCH ZDROJOV Z TERMODYNAMICKÉHO HĽADISKA
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
elek
tric
ké v
ykur
ovan
ie
výhr
evňa
blok
ová
výhr
evňa
ste
peln
ými č
erpa
dlam
i
blok
ová
výhr
evňa
sko
nden
začn
ými k
otla
mi
dece
ntra
lizov
ané
vyku
rova
nie
tepl
áreň
s p
rotit
lako
vou
parn
ou t
urbí
nou
kond
enza
čná
elek
trár
eň s
odb
erom
tepl
a
blok
ová
tepl
áreň
sko
gene
račn
ými
jedn
otka
mi
paro
plyn
ový
cykl
us
(% t
epla
v p
aliv
e /
100
% d
od
anéh
o t
epla
)
20
DELENIE NÁKLADOV NA TEPLO A ELEKTRINU
Podielov tepla v palive na výrobu tepla a elektrickej energie
Q.Q.QQQ pTE
ei
pTE
qi
e,pTE
q,pTE
pTE
Delenie spoločných nákladov na palivo
1ei
qi
n.n.nnn pei
pqi
e,pq,pp
21
DELENIE NÁKLADOV NA TEPLO A ELEKTRINU
HK1 HK2 HK3K6
8,8 M Pa 535 °C 1,3 M Pa 250 °C
0,12 M P a
K 4 K 5
doplňovanie
Tepelná schéma teplárne s protitlakovou parnou turbínou
22
DELENIE NÁKLADOV NA TEPLO A ELEKTRINU
spolu Horúcovodné
kotly Kogeneračná výroba tepla
Kogeneračná výroba el.
energie Teplo (GJ/r) / el. energia (MWh/r) 1 476 428 499 904 976 524 86 466 Max. ročná potreba / max. výkon (MW)
117,5 73,4 79,7 25,3
Ročný teplárenský súčiniteľ αt 0,661
Teplárenský modul e 0,211 0,319
Účinnosť teplárne (%) 89,4
0
20
40
60
80
100
120
1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361
deň
Pri
emer
ný
den
ný
výk
on (
MW
)
P q P q HK P q kog P e
23
DELENIE NÁKLADOV NA TEPLO A ELEKTRINU
Koeficienty delenia nákladov na teplo βq a elektrinu βetepláreň s protitlakovou parnou turbínou
0,820
0,694
0,289
0,430
0,6130,512
0,1800,249
0,306
0,711
0,570
0,3870,488
0,751
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
energetická, ERÚČR
energetická, ERÚČR, kog
energetická termodynamická exergetická rovnakýchúčinkov
rovnakýchúčinkov, kog
metóda delenia
bet
a q
+ b
eta
e
beta q beta e
24
VYSOKO ÚČINNÁ KOGENERÁCIAÚSPORA PRIMÁRNEJ ENERGIE
Úspora primárnej energie najmenej 10 % v porovnaní so samostatnou výrobou tepla a elektriny
Referenčné hodnoty účinností:- rovnaké palivo- najlepšia dostupná a ekonomicky zdôvodnená technológia samostatnej výroby tepla a elektriny v roku postavenia kogeneračnej jednotky
25
ZÁVER
KVET• úspora primárnych zdrojov energie,•referenčné hodnoty účinností samostatnej výroby tepla a elektriny,• delenie nákladov na teplo a elektrinu,• cena tepla,• cena elektriny,• cena zemného plynu,• optimalizácia návrhu a prevádzky teplárne.
26
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ