TermoElektrane.ppt

8/10/2019 TermoElektrane.ppt

1/74

Elektrane

Termoelektrane

Elektrotehniki fakultet u Beogradu

Katedra za elektroenergetske sistemeOsnovne i master akademske studije

Predmetni nastavnik: Dr eljko urii

Pripremio: Mileta arkovi, asistent


2/74

Termoelektranesu postrojenja u kojima se hemijska energija goriva

pretvara u elektrinu energiju viestruko, konverzijom energije:1. prvo se hemijska energija goriva, sagorevanjem, pretvara u toplotnu

energiju, taj proces odvija se sa visokim stepenom iskorienja.Loita parnih kotlova.

2. drugi korak je pretvaranje toplotne energije u mehaniku. Ovaj procesodvija se sa niskim stepenom iskorienja. Parni kotaoturbina.

3. trea konverzija je pretvaranje mehanike energije u elektrinu, kojase odvija sa visokim stepenom iskorienja. Sinhrona maina.

Osnove termodinamike

Kao medijum za prenos toplotne energije u termoelektranama koristi se

vodena para ije osobine ne odstupaju znatno u odnosu na idealnegasove.

Termoelektrane


3/74

Osnovni pojmovi: temperatura T[K], koliina toplote Q[J], pritisakp[Pa], zapremina v[m3], unutranja energija u[J], entalpijah[J],entropija s[J/K].

Termodinamika

vpuh RTpv T

dQds

p

v

1

2

dQ 2

1

2

1 1

2

1

2

2

1

lnlnv

vR

T

Tc

v

dvR

T

dTcdss vv

Entropija nekog termodinamikog procesa ne zavisi odkaraktera samog procesa vezavisi samo od poetnih i krajnjihtemperatura i zapremina.

PrednostT-S dijagrama!


4/74

1. I zohorski (ne generie mehaniki rad)

2. I zobarski (gas vri mehaniki rad i poveava se T)

3. Izotermski (sva dovedena energija se pretvara u mehaniki rad)

4. Adi jabatski (unutranja energija gasa pretvara se u mehaniki rad ako segas iri, ili se mehanika energija pretvara u unutranju energiju gasa akose gas se sabija)

Osnovni tipovi termodinamikih procesa

0ln1

212

T

Tcsss v

)()( 1212 TTRvvpA ATv ssv

vRT

Tcs

1

2

1

2 lnln

T

dTc

T

dQds v

Av s

v

vR

T

Tcs 0lnln

1

2

1

2

2

111

1

211

1

22

1

2

1 p

pvp

v

vvp

v

vRT

v

dvRTpdvA lnlnln

dAdTcpdvdTcdQ vv 0 )( 12 TTcA v


5/74

Termodinamiki radni ciklusi

Transformacija toplotne energije u mehaniku energiju je mogua priizobarskom, izotermikomi adijabatskomprocesu.Parne ili gasne turbine su maine u kojima se toplotna energija radnogfluida pretvara u mehaniku energiju, pri emu se toplotna energija ni tidovodi niti odvodi iz tur bine.

U toplotnim turbinama mogue je dobiti mehaniku energiju jedino priadijabatskom procesu ekspanzije vodene pare ili nekog drugog gasa.

Termodinamiki proces:1-2 izobarsko zagrevanje gasa koliinom toplote Q12,2-3 adijabatsku ekspanziju u turbini,

3-4 izobarsko hlaenje gasa koji je proao kroz turbinu i

4-1 predstavlja adijabatsku kompresiju.

2

1

12 TdsQ 4

3

34 TdsQ

4,3,2,1

3412 TdsQQA

12

34

12

3412

12

1Q

Q

Q

QQ

Q

A

t


6/74

Karnoov idealni termodinamiki ciklusi

23,12,14

23,34,14

12

34

11 Q

Q

Q

Q

t

K

t

Q12>Q14,12,23 Q34


7/74

Proces isparavanja vode

K (pk=221,2 bara)

ED F

BA C

1 32

Oblast tenosti

Oblast u kojoj nema razlike izme|u

te~nosti i pare

Oblast

vlane

pare

Oblast

suve

pare

p

p1

p0

v0 v

Sl. 2.8. p-v dijagram vode i vodene pare

Eksperimentalno odreeni dijagram na kome je:1stanja tenosti (veem pritisku odgovara veatemperatura);

2linija kljuanja vode;3linija razgranienja vlane i suve pare;Kkritina taka kojoj odgovara pritisak

pk=221,2 bara i temperatura

Tk=273+374,1=647,1 K.


8/74

Proces isparavanja vode

K (Tk=647,1K)

E

DF

BA C

132

Voda

Oblast u kojoj nema razlike izme|u

vode i pare

Vlanapara

Suva

para

T

s

Sl. 2.9. T-s dijagram vode i vodenepare

p1

p0

x=0x=const

x=1

p1

p1

p0

p0

4

1linija T=f(s) za vodu pri zapremini v0(svakoj zapremini odgovara drugalinija). Sve linije stiu se u taki K.2linija kljuale vode;3linija razgranienja vlane i suve pare;4linija konstantnog sadraja parex;

v

p

m

mx

mpmasa pare,mvpoetna masa vode u trenutku kada je

poelo zagrevanje.


9/74

Karnoov termodinamiki ciklus sa vlanom vodenom parom

A

1

3

2

s

Q1

p1,2

4Q2

p1,2>>p3,4

p3,4

s1,4 s2,3

T1=T2

T3=T4

K

12izotermiko isparavanje vode u kotlugeneratoru pare (gp), pripritiskup1,2(vodi se dovodi koliina toplote Q1);2-3adijabatska ekspanzija u turbini (T) gde se generimehanikaenergija (pritisak opada sap1,2nap3,4), hladi se i para pa se javljaja

kavitacija(kapljice vode oteuju lopatice turbine);

3-4izotermika kondenzacijapare. Pari se u kondenzatoru (k) oduzimakoliina toplote Q2pomou rashladnog medijuma (vode). Pri kondenzacijivlanost pare raste, jer deo pare prelazi u vodux3>x4. Sva para se nekondenzuje u vodu,x4>0.

4-1 adijabatska kompresija u kompresoru (K), para se sva pretvarau vodu.U kompresoru je velika vlanost, a on je dosta skupa maina.

mreagp GT

k

K

1

2

3

4

Q2

Q1

rashladna voda


10/74

Rankine - Klauzijusov ciklus sa vlanom vodenom parom

A

1

3

2

T

s

Q1

p1,2

4

p3,4

T1=T2

T3=T4

K

5

p1,2

p3,4

gp GT

k

P

1

2

3

45

Rashladna

voda

a) b)

Kod ovog ciklusa deo 1-2-3 isti je kao i kod Karnoovog ciklusa. Ukondenzatoru (k) toplota se izraenoj pari oduzima dok sva ne

pree u teno stanje (taka 4). Pomou pumpe (P)podie sepritisak kondenzovane vode do pritiska koji vlada u kotlu (p1,2) i

kondenzat se tako ubacuje u kotao. Pumpe su mnogo manje,jeftinije i pouzdanije maine od kompresora. Korienje pumpe(deo ciklusa 4-5) je osnovna prednost RankineKlauzijusovogciklusa u odnosu na Karnoov ciklus. Meutim, problemkavitacije u parnoj turbini je i dalje prisutan!


11/74

Rankine - Klauzijusov ciklus sa pregrejanom vodenom parom

Kako bi ciklus sa vodenom parom bio primenljiv, izvrena je modifikacija

postavljanjem pregrejaa pare koja se odvodi iz kotla. Na taj nain se vodenapara, koja sadri odreeni procenat vlage (vlana para), nakon izlaska iz kotlauvodi u pregrejagde se dodatno zagreva i iz nje eliminie sva preostala vlaga(suva para). Deo ciklusa 3-4-5-1-6 je isti!

A

1

3

2

Q1

p1,2,6,5

4

p3,4

T1=T6

T3=T4

K

5

gpGT

k

P

1

2

3

45

rashladna voda

6

T2

Q2

6p

Taka (3) nalazi se u zonivlane pare ali sa velikimsadrajem parex3>0,85 tako dase ne pojavljuje kavitacija u

parnoj turbini!

526,5,2,11 hhQQ 434,32 hhQQ

5252

4532

52

4352

1

21 )()()(

hh

hh

hh

hhhh

hh

hhhh

Q

QQ PTt

hT=h

2-h

3- toplotni pad u turbini;

hP=h5-h4- toplotni pad u pumpi


12/74


Toplotni pad u turbini treba da je to je mogue vei kako bi se imao vei

termodinamiki stepen iskorienja. To znai da izlazni pritisak iz turbine (p3,4)treba da bude to nii, jer se tada smanjuje Q2pa termodinamiki stepeniskorienja raste. Smanjivanje pritiskap3,4ogranieno je temperaturomT3=T4, koja ne moe biti manja od atmosferske temperature. Temperatura T3

je takoe ograniena koliinom i temperaturom rashladne vode (Tr.v.) koja se

dovodi u kondenzator. C10..3

vrTT

Za Tr.v.=7 C (zimsko vreme) je T3=17 C.Za Tr.v.=18 C (letnje vreme) je T3=28 C.

Da li je stepen iskorienja veizimi ili leti?

QA

A

tT 2 QAQA

AAtT

7

Q

A

Q

A

27 tTtT

Prethodna analiza pokazuje da se poveanjem temperaturevodene pare na ulazu u turbinu poveava stepeniskorienja ciklusa. U praksi temperatura vodene pare na

ulazu u turbinu kree se do 540 C.


13/74


A

1

3

2

T

s

p1,2

4

p3,4,8

T1

T3=T4

K

5

6

T2=T9

T7

7

10Q

-Q

-A2

89

+A

9

p7,9pk

Ako se pritisak pare na ulazu u turbinu

povea sap1,2nap7,9 , pri T2=T9, korisnirad ciklusa e se istovremeno smanjiti zaA2 i poveati za A9. Pri tome se gubitaktoplotne energije u kondenzatoru smanjuje

za Q.

Taka 10 ne sme suvie da zae u oblast vlane pare!Poveavanje parametara vodene pare na ulazu u

turbinu poveava stepen iskorienjatermodinamikog ciklusa.U praksi se koriste temperature T540C i pritisci16MPp24MPa (16 MPa- dokritini i 24- nadkritini)!


14/74

Rankine - Klauzijusov ciklus sa pregrevanjem i

meupregrevanjem pare

Da bi se poveao stepen iskorienja realnih termodinamikih ciklusakoriste se visoki pritisci pare na ulazu u turbinu. Mora se voditi

rauna da se taka 10 ne nae u oblasti vlane pare pri ekspanzijizbog kavitacije.

Turbina se deli na dva dela, deo turbine visokog pritiska (TVP) i deo

turbine niskog pritiska (TNP). Para koja izlazi iz dela turbine visokogpritiska dodatno se zagreva, ime joj se smanjuje vlanost, pa se zatimuvodi u deo turbine niskog pritiska. Dodatno zagrevanje pare vri se umeupregrejau (mp).

Korienje meupregrejaa i razdvajanje turbine na dva dela,omoguava korienje visokog pritiska na ulazu u prvi deo turbine.Na taj nain poveava se stepen iskorienja celogtermodinamikog ciklusa.


15/74

Rankine - Klauzijusov ciklus sa pregrevanjem i

meupregrevanjem pare

A

1

3

8

T

s

p8

4

p2

T7

K

5

G

k

P

TV

P

2

3

4

rashladna

voda

7

T8

gp

1

5

6pp

2

6

T2

TN

P7 8

mp

5-1-2izobara sap2=pkgde

voda direktno prelazi u suvuparup2moe biti i vee imanje odpk;

2-7adijabatska ekspanzija udelu turbine visokog pritiska;

7-8 - izobarskomeupregrevanje pare nakonizlaska iz dela turbine visokog

pritiska;

8-3 - adijabatska ekspanzija u

delu turbine niskog pritiska;

3-4 - proces kondenzacije u

kondenzatoru;

4-5 - adijabatska kompresija

vode u pumpi.

78527852

453872 )(

hhhh

hhh

hhhh

hhhhhh pTNPTVP

t

hTVPtoplotni pad u delu turbine visokogpritiska,

hTNP

toplotni pad u delu turbine niskogpritiska,

hp - toplotni pad u pumpi.


16/74

Rankine - Klauzijusov ciklus sa regerativnim zagrevanjem

napojne vode

Jedan od naina da se povea stepen iskorienja RankinKlauzijusovog ciklusa sapregrejanom parom je da se ne propusti sva para kroz turbinu, veda se jedan deo pareiskoristi za zagrevanje vode koja se vraa u kotao.

G

k

P

2

3

4

rashladna

voda

g

p1

5

6p

p T

7

P

R

Z

1

1-a

1

a

5

A(1-)

1

3

2

T

s

4

K

5

a)

6

Q2(1-

a)

(1-

a)

bA=AR1

2

T

s

K

5

b)

6

agQ2=

aQ2R

a

7


17/74

Termodinamiki ciklusi sa namenskim odvoenjem toplotneenergije

Kada je toplotna energija potrebna za grejanje ili tehnoloki proces moe se

dobiti iz toplana-elektrana. Najee se koriste ciklusi sa protivpritiskom ilipogoranim vakuumom na izlazu iz turbine. Pritisak i temperatura parena izlazu iz turbine znatno su vii nego kod kondenzacionogpostrojenja. Pritisak u kondenzatoru je visok pa se para kondenzuje na

znatno veoj temperaturi.U ovom postrojenju kondenzator visokogpritiska (k

VP

) je praktino razmenjivaenergije. Energija Q2

nije gubitak

pa je teorijski stepen iskorienja 1. Praktini=0,70,8zbog gubitakatoplote u turbini i parnim vodovima.

a) b)

gp

GT

kV

P

P

1

2

3

45

vrela voda za

grejawe ili

generisawe

pare

6p

p

A

1

3

2T

s

4T3

K

5

6T

1

Q2

P

T3200C


18/74

Toplotna elektrana sa oduzimanjem pare

gp

pp

P

G

k

P

rashladna

voda

TN

P

TV

P

ka toplotnim

potroaima

kV

P

Oduzima se para na vezidelova turbine visokog i

niskog pritiska.Ovakvo

postrojenje ima manji stepen

iskorienja od postrojenja saprotivpritiskom ali

omoguava promenupotronje pare, odnosnotoplotne energije potroaa.

Mogue je i paru iz turbinedirektno voditi potroau.


19/74

Tehnoloka ema termoelektrane7

6

53

1 2

4

9

P6

810

111312

14

15

16

P4

P

3

P5P2

P

1

G

TRP

SP

TN

P

TV

P

TS

P

P7

kVP

k

gp

m

p

pp

Tehnoloka ema kondenzacione

termoelektrane blokovskog tipa(blok ine kotao turbinagenerator i transformator) sa

trostepenom turbinom i etiriregenerativna zagrejaa napojne

vode kotla.

1 - skladite uglja sa sistemom za dopremu iz rudnika i sistemom za lokalnitransport; 2ureaj za pripremu uglja (mlinovi, transporteri i ventilatori);3parni kotao sa loitem, generatorom pare, pregrejaem i meupregrejaem;4ventilator za sve vazduh; 5 ureaj za otpraivanje dimnih gasova;6ventilator dimnih gasova; 7dimnjak; 8sistem za otpremu ljake;9odlagalite ljake; 10 regenerativni zagreja visokog pritiska;

11deareator, ureaj za izdvajanje vazduha iz napojne vode ( vazduh una o no vodi izaziva korozi u na instalaci i za aru i turbini


20/74

Tehnoloka ema termoelektrane7

6

53

1 2

4

9

P6

810

111312

14

15

16

P4

P

3

P5P2

P

1

G

TRP

SP

TN

P

TV

P

TS

P

P7

kVP

k

gp

m

p

pp

12 i 13regenerativni zagreja

napojne vode srednjeg pritiska;

14 - regenerativni zagreja napojnevode niskog pritiska;

15postrojenje za hemijsku

pripremu vode;

16sistem vodosnabdevanja,

obezbeuje rashladnu vodu za

kondenzator (k) i vodu zanadoknaivanje izgubljene vode u

termodinamikom ciklusu;

kVPkondenzator (razmenjiva toplote) visokog pritiska koji obezbe|uje

tehnoloku paru za potrebe elektrane; P1pumpa rashladne vode; P2pumpadopunske vode; P3pumpa kondenzata; P4i P5pumpe kondenzata

regenerativnih zagrejaa; P6pumpa napojne vode; P7pumpa tehnoloke

vode; TVPdeo turbine visokog pritiska; TSPdeo turbine srednjeg pritiska; TNP

turbina niskog pritiska; Ggenerator; Tblok transformator; SPrazvodno

postrojenje sopstvene potronje termoelektrane; RP razvodno postrojenje

visokog napona


21/74

Skladite za ugalj sa transportnim sistemima

1

210

8

34

5

5

5

5

5

6

6

6

5

7 11

12

14

7

13

Doprema uglja na dva naina:

1. Pokretnim trakama ako je TEodmah uz kop

2. elecnicom, vagonima ako je TEudaljena od kopa (razlog

nedostatka vode)

1 - elezniki koloseci; 2 - kolosena vage za merenje teine dopremljenoguglja; 3postrojenje za istovar vagona; 4bunkeri za ugalj; 5gumenetransportne trake; 6usmerivai uglja pri pretovaru sa trake na traku;7prebacivai uglja sa trake na traku ili sa trake u bunker; 8 skladiteuglja; 9dodavai uglja sa bunkerima; 10 separatori metalnih predmeta; 11sita za izdvajanje krupnijih komada uglja; 12drobilica; 13izdvajadrvenih otpadaka; 14bunkeri kod kotlovskog postrojenja.


22/74

Skladite za ugalj sa transportnim sistemima

Da bi se obezbedio neprekidan rad

termoelektrane potrebne su izvesnerezerve uglja. Operativna rezerva

nalazi se u bunkerima. U velikim

termoelektranama koriste se

skladita opremljena rotacionimtrakastim odlagaima i rotorskimbagerom za utovar uglja sa skladitana transportne trake. Ovakvo

skladite ima prstenast oblik i trebada obezbedi jednomeseni rad TE.

A

A1

2 3

45

675

3

2

8

4

1traka za dovoz uglja; 2obrtniureaj za slaganje uglja sa trakama;

3centralni stub; 4odloeni ugalj;5rotacioni bager; 6traka nabageru; 7-transporter do potroaa;8-kolosek.


23/74

Mlinovi za pripremu uglja

1

2

5

3

8 7

4

6

1 bunker sa ugljem; 2 - dodavauglja; 3 dovod vrelih gasova izloitakotla (950 oC) kojim se suiugalj; 4mlin;5loitekotla;6 cevi za ubacivanje meavineugljene praine i vazduha u loitekotla; 7gorionik;8ulaz sveegvazduha.

U savremenim TE velikih snaga (preko 100

MW) ugalj se pre ubacivanja u loite kotlamlevenjem pretvara u ugljenu prainu koja

se mea sa vazduhom. Tako pripremeljen

ugalj lake sagoreva pa se mogu postii

velike snage.Mlevenje, suenje i meanje

uglja sa vazduhom vri se u ventilatorskim

mlinovima. Prikazana je ema postrojenja saventilatorskim mlinom i direktnim

uduvavanjem ugljenog praha u loite kotla.

Rotor ventilatorskog mlina istovremeno drobi

ugalj, mea ga sa vazduhom i stvara

nadpritisak aero meavine potreban za

ubacivanje goriva u loite kotla.


24/74

Parni kotlovi

Parni kotao predstavlja sistem za pretvaranje hemijske energije goriva u

toplotnu energiju vodene pare. Parni kotao sastoji se od sledeih osnovnihelemenata: loita, zagrejaa vode, isparivaa (generatora pare), pregrejaa,meupregrejaa, zagrejaa vazduha, skeleta, ozida, termike izolacije i oplate,fine i grube armatre (ventili) i cevovoda. Prema nainu strujanja vode i parekroz ispariva, odnosno generator pare, kotlovi se dele na kotlove sa

prirodnom cirkulacijom, sa prinudnom cirkulacijom i na protone kotlove.1

28

3

4

65

7

q q

a) b) v)

1bubanj; 2kolektor isparivaa;3spusne cevi; 4usponske ceviisparivaa kojima se dovodi toplota;5cirkulaciona pumpa; 6zagreja vode;7ispariva; 8 pumpa

Kod kotlova sa bubnjem voda isparava u vie prolaza kroz cevigeneratora pare, dok kod protonih kotlova voda isparava u jednom

prolazu. Temperatura izlazne pare iz kotla se regulie pomouhladnjaka(pari se dodaje raspraena voda i tako joj se sniava temp.)


25/74

Sistem za otpremu ljake

Odljakiva sa trakom

Hidraulini sistem za transport ljake


26/74

Regerativni zagreja napojne vode

1ulaz napojne vode;2izlaz napojne vode;

3dovod pare;

4odvod kondenzata;

5, 6, 9povrine za

razmenu toplote;

7, 8kuite;

10oslonci;

11vodokazno staklo.

Pre ulaska vode u generator pare, kotao,

ona se dodatno zagreva.


27/74

Dearator napojne vode

U deaeratoru se odstranjuju rastvoreni gasovi iz vode.Gasovi (naroito kiseonik i ugljen dioksid) izazivajukoroziju cevi i ventila te se moraju odstraniti. Para koja se

dovodi zagreva vodu na 104106 oC pri emu se vazduhizdvaja iz vode i zajedno sa delom nekondenzovane pare

odvodi u atmosferu. Pritisak u deaeratoru mora biti nii odpritiska kljuanja rastvorenih gasova u vodi.


28/74

Kondenzator

U kondenzatoru se kondenzuje izraena para koja naputa

turbinu. Uobiajeni pritisci u kondenzatoru su 310 kPa. Upraksi se najvie koriste povrinski kondenzatori u kojima separa i rashladna voda ne meaju.

10 94 3

12

8

1

1

4

761

2115

U postrojenju za pripremu napojne vode voda se isti odmehanikih i rastvorenih primes odreenim hemisjkim

postupcima.


29/74

Sistem vodosnabdevanja termoelektrane

Za normalan rad termoelektrane vee snage potrebna je velika koliina vode.

Oko 93% vode troi se za hlaenje pare u kondenzatoru a 7% za ostalepotrebe. U zavisnosti od prirodnih uslova mogu se koristiti otvoreni izatvoreni sistemi vodosnabdevanja.Otvoreni sistem vodosnabdevanja se primenjuje kada je termoelektrana

locirana pored vee reke (TE Obrenovac, TE Morava, itd.).

1

6

8

3

12

4

2

5

9 1110

7

1zgrada elektrane; 2vetakinapravljen zaliv za pumpnu stanicu;

3pumpna stanica; 4magistralni

vodovod; 5cevi za dovod vode u

kondenzator; 6kondenzator; 7

cevovodi za odvod vode iz

kondenzatora; 8 - pokriveniodvodni kanali; 9ustava za

regulaciju nivoa vode u pokrivenim

kanalima; 10otkriveni odvodni

kanali; 11ureaj za isputanje

vode u reku; 12cevovod tople

vode kojim se u zalivu zimi odravatem eratura vode na +5 oC.


30/74

Sistem vodosnabdevanja termoelektrane

Zatvoren sistem vodosnabdevanja se primenjuje kada u blizini

termoelektrane nema reke sa dovodnim protokom (TE Kosovo, TEGacko, itd.). Zatvoreni sistem vodosnabdevanja mora imati hladnjak zavodu koja zagrejana izlazi iz kondenzatora. Kao hladnjaci koriste se

rashladne kule ili tornjevi visine do 100 m. Pri hlaenju tople vode utornju gubi se oko 1,5% vode to se nadoknauje iz akumulacije. Promaja u

tornju je prirodna jer se vazduh zagrejan toplom vodom penje uvis.1rashladni toranj; 2kondenzator u TE;3cirkulaciona pumpa;4cevovod sa mlaznicama za rasprivanjevode po obimu kule;

5rashladne ploe; 6 skuplja kapljica

vode koje se nalaze u vazduhu; 7bazen ukoji se skuplja ohlaena voda; 8 okna zaulaz sveeg (hladnog) vazduha;9usmerivai vazduha;10mlaznice za toplu vodu kojomse zimi odrava temperatura vode

u bazenu na oko 10 oC;


31/74

Sistem za snabdevanje kotla vazduhom

Za proces sagorevanja u loitu kotla potreban je vazduh. Cirkulacija vazduha krozkotao moe biti prirodna ili vetaka. ematski prikaz naina ostvarenja promajekroz kotao dat je na sl., gde je : 1dimnjak; 2ventilator sveeg vazduha; 3 ventilator dimnih gasova.

Prirodnu promaju obezbeuje visok dimnjak jer topli dimni gasovi prirodno strujenavie kroz dimnjak. Prirodna promaja moe se primeniti samo za kotlove malesnage. Kod savremenih kotlova velikih kapaciteta promaja se stvara vetaki. Tako sekod kotlova na vrsta goriva koristi prinudna cirkulacija vazduha ostvarenauravnoteenim dejstvom ventilatora za sve vazduh (ubacuje vazduh u kotao) iventilatora za dimne gasove (izbacuje ih iz kotla i ubacuje u dimnjak). Kotlovi za

tena i gasovita goriva obino imaju samo ventilator sveeg vazduha. U kotlu vladanadpritisak te isti mora biti dobro zaptiven.

111

3

22a) b)


32/74

Ureaji za preiavanje dimnih gasova

Zatita okoline postie se ugradnjom otpraivaa

dimnih gasova i izgradnjom visokih dimnjaka, kojitetne materije rasejavaju na to veu povrinu. Zaizdvajanje vrstih estica iz dimnih gasova kodmanjih postrojenja koriste se ciklonski otpraivai.

Na slici je:

1ulaz dimnih gasova;2kanali za kruno usmeravanje gasa;3izdvojene vrste estice;4preieni dim.

Kroz ciklonskih filtara gas struji kruno te se zbog

centrifugalnih sila vrste estice izdvajaju poobodu kanala ciklo-filtra. Stepen izdvajawa praineje oko 70%. Neto su efikasniji mokri otpraivai ukojima se dimni gas tuira vodenim mlazovima.Ovakvi filtri troe mnogo vode i javljaju se tekoe

vezane za korozivno dejstvo vode sa rastvorenimmateri ama iz dimnih asova.

4

1

3

2


33/74

Ureaji za preiavanje dimnih gasovaNajefikasniji su elektrofiltri jer mogu da odstrane 9999,9% estica iz dimnihgasova. ema elektrofiltra sa slike:1sud filtra koji je ujedno i pozitivna elektroda;2ulaz dimnih gasova;3visokonaponska usmeraa;4provodni izolator;5negativna elektroda; 6teg;7korona koja nastaje oko negativne elektrode;8kada sa vodom za taloenje praine;9izlaz dimnih gasova.

Napon U se tako podesi da se na negativnoj elektrodi izazove korona, odnosno

jonizacija okolnog vazduha. estice praine se polariu u elektrinom poljufiltra te usled toga u zoni korone privlae slobodne elektrone ili negativne jonei tako u celini postaju negativne pa ih elektrostatika sila privlai pozitivnonaelektrisanom zidu filtra. Kada takva estica praine dodirne zid filtra bivaneutralizovana (oslobaa se elektrona koji prelazi na metalnu pozitivnu

elektroduzid filtra) i pada u kadu odljakivaa.

3

2

6

~

U

4

1

7

5

9

8


34/74

Parna turbina

Parne turbine su osnovni pogonski motori sinhronih generatora u velikim

termoelektranama. U njima se unutranja potencijalna energija pare transformie u

mehaniku energiju.

1sprovodni aparat ili mlaznik (sastavljen od

jednog ili vise mlaznika)

2lopatice obrtnog kola;

3disk obrtnog kola;4vratilo

sprovodniaparat + obrtno kolo = stupanj parne turbine

Podela na: aksijalne i radijalne turbine.

Podela na: kondenzacione (je izlazni pritisak manji od atmosferskog) i protivpritisne

turbine ( kod obe vrste turbina para se po izlasku iz turbine kondenzuje ali se to kod

protivpritisnih turbina deava na znatno vioj temperaturi i pritisku).

Podela na:turbine sa(velikih snaga sa vie stupnjeva) i bezoduzimanja pare.

Podela na:bazne(stalnom snagom) i regulacioneturbine.


35/74

Parna turbina

Savremene turbine koriste suvu paru sa temperaturom do T=540 oC.

Brzina obrtanja parnih turbina su 3000 min-1

(Evropa) i 3600 min-1

(Amerika) sa relativno velikim stepenom iskorienja T0,85.

13

5

2

4

cu c2

cuc0

c1

c2

c0

w2

w1

1lopatice sprovodnog aparata;2dijafragma;3lopatice obrtnog kola;4disk rotora; 5kuite turbine;

cubrzina ulazne pare u sprovodni aparat;c1brzina pare na izlazu iz sa.,c2izlazna brzina pare iz obrtnog kola;c0obimna brzina lopatica obrtnog kola;w1=c1-c0brzina ulazne pare u odnosu nalopaticu obrtnog kola;

w2=c2-c0brzina izlazne pare u odnosu nalopaticu obrtnog kola i

Q(kg/s) -protona koliina pare.pvuh

J/kg22

22c

hc

pvuht Poto postoji brzina gasa u odnosu

na spoljanju sredinu.


36/74

Parna turbina

1

21

1

2

22 t

u

utu h

ch

chh

222

22

1

21 u

SAu

uc

hc

hhc

Nema odvoenja toplote u okolnu sredinu!

Toplotni pad u sprovodnom aparatu (hSA)

pretvara u kinetiku energiju gasa!

2

21

11

c

hht 2

2

222 chht

ARttST eecc

hhhhe

2

)(22

21

2121

Rotor turbine se obre i razmenjuje energiju saokolinom, te je jedinini rad turbine jednak razlicitotalnih entalpija pare na ulazu i izlazu turbine.

eR

reakcijska komponenta jedininog rada turbine(toplotni padu u radnom kolu);

eAakcijska komponenta (razlika kinetikih energijapare na ulazu i izlazu iz radnog kola).

Podela turbina na: akcijeske(eA0,85eST) i reakcijeske.

WJ/kgkg/s STST eQP

n

i

STiT PP

1


37/74


38/74


39/74

Tipovi toplotni ema termoelektrana

U termoelektranama veih snaga (preko 100 MW) uglavnom se koristi toplotna

blok ema u kojoj kotao napaja svoju turbinu. Za postizanje vee snage elektranasadri vie, obino identinih blokova. Standardna slika!

Kada se eli poveati sigurnost elektranezbog ispada kotla iz pogona i obezbediti nii

tehniki minimum elektrane od 70%Pnom,gradi se elektrana sa blok spojem dva kotla ijedne turbine. Pri ispadu jednog kotla

elektrana moe da radi sa preostalim kotlomi snagomP=(0,350,5)Pnom, gde jePnom-

nominalna snaga turbine. Prikljuak vieturbina na sabirnice pare i kondenzata nije

izvodljiv zbog jako komplikovanog razvoda.

GT

NP

g

p

p

p

m

pg

p

p

p

m

p

TS

P

TV

P

ventil


40/74

Tipovi toplotnih ema termoelektrana

p

pg

p

G

G

G

p

pg

p

p

pg

p

SK

SP

U termoelektranama sa turbinama manje

snage bez pregrevanja pare moe seprimeniti reenje sa sabirnicama pare ikondenzata.Obino je broj kotlova veiod broja turbina da bi se postigao manji

tehniki minimum elektrane. Takvoreenje je uslovljeno manjom

pouzdanou kotlova u odnosu naturbinu. Snage kotlova su obinonekoliko desetina MW.

Cena agregata u termoelektranama po jedinici snage (NJ/kW) opada sa

porastom nominalne snage.Zato je tendencija u svetu da se grade blokovi

sve veih snaga (preko 1000 MW). Maksimalna snaga agregata utermoelektranama mora biti takva da ne pree 10% instalisane snage ucelom elektroenergetskom sistemu (ako bi bila vea ondapri ispadu njegarestrikcije!) Pouzdanost velikih agregata je nia zbog neiskustva!


41/74

Sinhroni generator u termoelektrani

U termoelektranama se koriste turboegeneratori

sa dva pola, odnosno sa sinhronom brzinom od

3000 min-1za uestanost od 50 Hz. Dvopolnigeneratori koriste se u termoelektranama da bise turbinama omoguila najvea mogua brzinaobrtanja, jer parne turbine imaju vei stepeniskorienja pri veim brzinama!


42/74

Generalni plan termoelektrane

Generalni plan elektrane definie prostorni raspored osnovne i pomone

opreme i objekata u krugu elektrane. ime su obuhvaeni: glavni pogonski objekat, razvodno postrojenje sa komandom,

objekti vodosnabdevanja,

skladite za gorivo, sistem za prevoz ljake, radionice i laboratorije,

skladita opreme i materijala, slubene prostorije i drugo.

Termoelektrana Pljevlja u odnosu na

okolinu, gde je:1krug elektrane;2, 3, 4, 5, 6povrinski kopovi uglja (rudnik);7deponija ljake;8akumulaciono jezero na reci ehotini.


43/74

Generalni plan termoelektrane1mainska zgrada; 2 kotao;

3elektrofiltri; 4dimnjak visine 250 m;

5skladite uglja kapaciteta 128000 t,6trakasti transporter za ugalj;

7bager pumpa za ljaku;

8cevovod za ljaku;9 rezervoar mazut

koji slui za potpalu kotla;

10pumpe za mazut;

11pomona kotlarnica;12rashladni toranj;

13pumpe za rashladnu vodu;

14hemijska priprema vode;

15postrojenje za demineralizaciju vode;

16razdelnik za vodu iz akumulacije;

17elektroliza za proizvodnju vodonika zahlaenje generatora;

18blok transformator;

19transformator sopstvene potronje;

20transformator opte potronje;

21ispravljaka stanica za elektrofiltar;

22razvodno postrojenje;

23komanda razvodnog postrojenja;

24pumpna stanica za ulje

25radionice i magacin;

26upravna zgrada;

27ulaz u krug elektrane sa

portirnicom; 28restoran;

29sklonite; 30 rua vetrova koja je

bitna za izbor lokacije

DA SE

ZNA DA

SE

NABROJE

NEKI

DELOVI!


44/74

Sopstvena potronja u termoelektrani

Veliki broj potroaa elektrine energije su uglavnom asinhroni i sinhroni motori koji

pokreu veliki broj ventilatora, pumpi, mlinova za ugalj, transportnih. Snaga sopstvenepotronje u termoelektrnama kree se opsegu Psp=(0,050,1)Pnom,gde jePnom- nominalnasnaga generatora.

T TSP

G

T

T

G

G

TSP

(TSP)

220 kV

400

kV

220 kV35 kV

SSPSSP

SSP

a)

b)

c)

- rastavqa

-prekida

a) sp. sa sabirnica visokog napona

preko TSsp.

b) sp. direktno sa generatora ili prekosrednjenapnskih sabirnica i TSsp.

c) sp. direktno sa generatora ili preko

blok TS u sluaju ukljuenjaagregata

DA SE ZNA DA SE NACRTA!


45/74

Sopstvena potronja u termoelektrani

T

(TSP)

400 kV

SP2

- rastavlja

- prekida

T1

G1

T2

G2

SP1

Ako u termoelektrani postoje bar dva bloka onda nisu

potrebni generatorski prekidai ali se pri startovanjujednog agregata, ako su oba bila van pogona, za

napajanje sopstvene potronje jednog bloka moeupotrebiti blok transformator drugog bloka. U

normalnom pogonu svaki generator napaja svoju

sopstvenu potronju.

DA SE ZNA DA SE

NACRTA!


46/74

Stepen iskorienja termoelektrane

KO G

TR

TCPV T

SP

PSP

Pe

KOkotao;TCtermodinamiki ciklus;

PVparovodi;Tturbina;Ggenerator;TRblok transformator;SPsopstvena potronja;Puulazna snaga uglja;

Pekorisna elektrina snaga elektrane;PSPelektrina snaga sopstvene potrnje.

6

1

38,017,0)1(i

iTE a

PSP=Pn, gde se a kree u opsegu=(0,050,1)Pn , ili (510)%, to jeznatno vie nego u hidroelektranama.

Stepeni iskorienja ostalih elemenatatermoelektrane su:

KO=0,80,91;TC=0,30,55;PV=0,970,99;

T0,85;G=0,940,97;TR=0,960,98 .


47/74

Karakteristini radni reimi termoelektrane

U toku eksploatacije termoelektrana razlikuju se etiri karakteristina

reima:1. reim startovanja,2. reim normalnog optereenja,3. obustava rada i

4. rad u rezervi.

Reim startovanjaje veoma sloen i sastoji se od provere svih sistema koji su bitni zarad kotla, turbine i generatora. Prvo se vri startovanje (potpala) kotla (potpala kotla vrise visokokalorinim gorivom mazutom). Prelaz na ugljenu prainu obavlja se kadakotao razvije oko 30% od nominalne snage. Turbina se pri startovanju postepeno

predgreva i postepeno joj se poveava brzina i snaga.

Termoelektrana moe da startuje iz : hladnog(najtopliji deo kotla ili turbine ne prelazi temperaturu od 150 C) ;(traje i do

8 asova), neohlaenog(svi delovi kotla i turbine imaju temperaturu bar 150 C.)i toplog stanja (po parametrima blisko nominalnom radnom reimu).


48/74


Putanje termoelektrane u rad vri se po startnim emama.

Postoje dva naina putanja blokova u pogon:1. start sa konstantnim pritiskom (prvo u kotlu dostignu

nominalni parametri pare pa se zatim puta turbina) i2. start sa promenljivim pritiskom (turbina se puta u rad pre

nego to parametri pare u kotlu dostignu nominalne vrednosti)kod hladnog starta jer se tako tedi vreme pri startu.

300

0200

0100

0

0

50

10

0

150

0

10 2 3 4 5 6 7 8

50

10

0

150

0

20

0

30

0

400

0

50

0

20

0

54

021

0

t[C]P [MW]

p [bar]

n [o/min]

POTPALA

KOTLA

POKRET

AWE

TURBINE

SINHR

ONIZACIJA

PROTO^NI

RE@IM

NOMINALNIRE@IM

n

Tpp

Tmp ppp

p

Tpp- temperatura pregrejane pare;

Tmp- temperatura meupregrejanepare;

ppp- pritisak pregrejane pare;n - brzina obrtanja turbine;

P - snaga turbine (ili generatora)


49/74


U reimu normalnog optereenja najvanije je postii dobre tehno-ekonomske

pokazatelje i snagu bloka prilagoditi tom zahtevu.

Obustava radabloka moe biti planska i neplanska. U zavisnosti odvremena koje stoji na raspolaganju za operaciju zaustavljanja bloka, obustava

moe biti normalna ili prinudna. Meutim, bez obzira na nain izvrenjaobustave, hlaenje svih elemenata termodinamikog ciklusa mora biti

postepeno i ravnomerno. Pri hlaenju turbina se mora obrtati smanjenombrzinom.

Termoelektrana moe biti u hladnoj (kao kod hladnog starta) i toplojrezervi(loe se mazutom i odravaju 20-30% Pnom).

Od termoenergetskih blokova se trai da budu u stanju da snagupromene za 5% od nominalne snage, i to u periodu od 10 s. Ovo jepotrebno da bi blokovi mogli da prate brze promene snage u mrei.Trai se i da blokovi mogu da promene snagu za (0,020,05)Pnusvakom narednom minutu. Ovo su zahtevi koji obezbeujuodreena regulaciona svojstva blokova.


50/74


51/74

ema sa zatvorenim ciklusom

U komori za sagorevanje (ks) oslobaa se toplota koja zagreva vazduh preko

povrinskog razmenjivaa toplote. Vreo vazduh se iri u turbini i vri mehaniki rad.

Izraen gas iz turbine odvodi se do rekuperativnog hladnjaka (rh) gde zagreva gas

na ulazu u razmenjivatoplote. U hladnjaku (h) se gas dodatno hladi a zatim se u

kompresoru (k) sabija do radnog pritiska. Iz kompresora vazduh ulazi u zagreja

(rh) a odatle u zagrejakomore za sagorevanje. Time se ciklus zatvara.

.

Tturbina; Kkompresor;

Ggenerator; spspojnica;Mmotor za startovanje;

kskomora za sagorevanje sa

razmenjivaem toplote;

rhrekuperativni hladnjak;

hhladnjak

h

vazduh

ks

dimni gasovi

MT

gorivo

rh

spGK


52/74

ema sa otvorenim ciklusom

U komoru za sagorevanje ubacuje se vie vazduha nego to je potrebno za

sagorevanje da bi se temperatura produkata sagorevanja ograniila na 800C.Motor (M) slui za pokretanje celog postrojenja, jer je za poetak rada potreban

visok pritisak i postrojenje ne moe da krene samo. U praksi se uglavnom koriste

gasnoturbinska postrojenja sa otvorenim ciklusom. Ona troe visokokvalitetna

goriva (benzin, gas).

kskomora za sagorevanje u kojoj se

mea vazduh i gorivo i ta meavina

sagoreva;

1ulaz vazduha u kompresor;

2izlaz vazduha iz kompresora;

3izlaz iz komore za sagorevanje (ks) i

ulaz u turbinu (T) meavine vazduha iprodukata sagorevanja;

4izlaz meavine vazduha i produkata

sagorevanja iz turbine u atmosferu.3241 pppp

1423 TTTT

4

Tks

M

gorivo

(p1, T1)

sp

(p2, T2) (p3, T3)

(p4, T4)1

2 3

GK


53/74

T-s dijagram gasne turbine sa otvorenim ciklusom

1-2 -adijabatska kompresija u kompresoru;2-3 - dovoenje toplote Q1sagorevanjemgoriva u komori za sagorevanje

3-4adijabatska ekspanzija u turbini;1-2-3-4idealan ciklus;

1-5-3-6realan ciklus

TT hhh )( 4343

63

hh

hhT

Kk

hh

h

12

15

12hhhhK

KT hhW

Tch p

)()( 1243 TTcTTcWK

pKpTT

cpT srednja specifia toplota gasa pri ekspanzijiu turbini;

cpK

srednja specifina toplota gasa pri kompresijiu kompresoru.

T4

T22

T1

T3

T

s1

3

5

6

4

Termoelektrane sa gasnim turbinama otvorenog


54/74

g g

sicklusa

U adijabatskim procesima vai:Kk

p

p

T

T

1

2

1

2 TT kk

p

p

p

p

T

T

2

1

3

4

3

4

pKK

c

Rk

pTT

c

Rk

11 1

2

12

1

3

KT k

K

pKk

pTT p

p

T

c

p

p

TcW

11

1

21

2

13

KT k

KmK

pKk

pTTmTp

pT

c

p

pTcW

99,098,0 mKmT

90,082,0 KT

mehaniki stepeni iskorienja

stepeni iskorienja zbog idealnogciklusa

Termoelektrane sa gasnim turbinama otvoreno


55/74

g

ciklusa

15

12

TT

TTK

)( 535353 TTchhQ p

1

1

21353

Kk

KK

pp

pTTcQ

11

1

11

1

2

1

353

1

2

2

1

1

3

K

KT

k

Kp

k

KmK

pK

k

pTTmT

GT

p

p

T

Tc

ppc

pp

TTc

Q

W

1

2

1

3 ,p

p

T

TfGT 45,2

1

3 T

T127

1

2 p

p

35,015,0 GT Gasnoturbinsko postrojenje sa rekuperativnim


56/74

p j j p

dogrevanjem vazduha

Izlazni gas iz turbine (T4=(300500)C) moe se upotrebiti za dogrevanje

ulaznog vazduha u komoru za sagorevanje.

4

T

rhgorivo

sp

1

2 5

6 ks3

MK G

12kompresija u kompresoru;23zagrevanje izlaznim gasom iz turbine;34zagrevanje energijom goriva;

45ekspanzija u turbini; 56hlaenjeizlaznog gasa u regenerativnom zagrejau.

Delovi procesa 23 i 56 seodvijaju istovremeno (izlazni gas iz

turbine se hladi a ulazni vazduh segreje), tako da se toplota Qrhvraau proces!

=0,4

2

T

s1

35

6

4

Qrh

Qr

h

uloena energijagoriva

toplota koja

se gubi


57/74

Postrojenje sa gasnom turbinom sa rekuperacijom,


58/74

j j g j

viestepenom kompresijom i viestepenom ekspanzijom

h

2

h

1

K

3

ks1

gorivo

K

2

K

1

T

1

T2 G

5 43 2 1

6

7 89

1

0

ks2

1

T

s

1

135

6

4 2

1

0

8

7 9

0,45 !

Gasna turbina korisne snage Pkorima snagu 2Pkor, jer da bi mogla da

radi mora da pokree kompresor,ija je snaga skoro jednaka korisnojsnazi turbine. To znai, da bi gasna

turbina imala dva puta veu korisnusnagu kada ne bi pokretala

kompresor. Ovo je dovelo do ideje

da se izgrade termoelektrane sa

gasnim turbinama koje bi imale

ulogu pumpnoakumulacionih

hidroelektrana.

K k k l i t l kt


59/74

Kompresorsko akumulaciona gasna termoelektrana

h2 h1

K

3ks1

K2 K1 G T1 T2

ks2

h

3

sp1 sp2

rh

rezervoar

vazduha pod

pritiskom

izlaz

gasa

gorivo

ulaz

vazduha

v3v1

v

2

vazduhvoda

jezero

p4

MPaconst400 m

Postrojenje radi tako to u nonim reimima

elektroenergetskog sistema, kada ima vikaelektrine energije, generator (G) radi umotornom reimu i pokree kompresore kojsabijaju vazduh u rezervoar. U reimu vrnioptereenja u elektroenergetskom sistemugenerator (G) radi u generatorskom reimu,a pokreu ga turbine T1i T2.Turbine pokresamo generator jer vazduh dobijaju iz

rezervoara u koji je u prethodnom reimurada sabijen. Turbine rade sa promenljivim

pritiskom. Vazduh se u rezervoar sabija sa

pritiskom od 6 MPa.

Kao rezervoari koriena su stara rudnika okna. Pri upumpavanjuvazduha istiskuje se voda iz podzemnog rezervoara, a pri potronjivazduha voda iz jezera vraa se u rezervoar i odrava pritisak na

priblino stalnoj vrednosti.

Gasnot rbinsko postrojenje


60/74

Gasnoturbinsko postrojenje

1turbokompresor sa 13 stupnjeva;2komore za sagorevanje (postavljeno je vie komora za sagorevanje po obimu

prvog stupnja turbine);3turbina visokog pritiska koja pokree turbokompresor;4turbina niskog pritiska koja pokree generator (postoje dva vratila);5odvodni kanal za izraene gasove;6ulaz sveeg vazduha u kompresor;7 i 8leita vratila kompresora i turbine visokog pritiska

Nije potrebno!

Dvoosovinske gasne termoelektrane


61/74

Dvoosovinske gasne termoelektrane

TN

P

K

GTV

P

gorivo

gorivo

TV

P

K

GTN

P

gorivo

TV

P

KV

P

TN

P

gorivo

G

gorivo

KN

P

a) b)

TV

P

KN

P

TN

P

gorivo

GKV

P

v)

g)

Osnovna karakteristikatermoelektrana sa gasnim

turbinama:

brz start iz hladnog stanja,

oko 10 min.

termoelektrane toplane sagasnim turbinama, gde

izraeni gas iz turbine sluiza grejanje vode za

zagrevanje grada( Toplana-Elektrana Beograd

100MW )

T l kt k ij


62/74

Termoelektrane sa kogeneracijom

Kogeneracione termoelektrane se grade jer imaju vei stepen iskorienja

od klasinih termoelektrana.1. Proizvodnja vie vrsta energije iz jednog termodinamikog ciklusa.

Takve kogeneracijske termoelektrane su termoelektrane sa turbinama sa

protivpritiskom i termoelektrane sa namenskim odvoenjem pare. Uovakvim elektranama se namenski proizvodi toplotna energija koja se

smatra korisnom, te se ukupni poveava. U praksi se dosta koriste maleelektrane (agregati) sa motorima sa unutranjim sagorevanjem (SUS-motorima) kao rezervni ili pomoni izvori elektrine energije. U ovakvimelektranama lako je iskoristiti energiju izduvnih gasova za proizvodnju

korisne toplotne energije.

2. Proizvodnja elektrine i toplotne energije korienjem dvatermodinamika ciklusa, uz korienje samo jednog primarnog izvoratoplotne energije. Kombinuju se termodinamiki ciklusi gasne turbine i

parne turbine sa protivpritiskom, sa oduzimanjem pare ili

kondenzacione turbine. Ovom kombinacijom je dosta vee u

odnosu na elektrane sa jednim termodinamikim ciklusom.

K ij k l kt SUS t i


63/74

Kogeneracijske elektrane sa SUS motorima

Koriste se klipni SUS motori

koji koriste prirodni gas kaogorivo ili dizel motori.

Temperatura izduvnih gasova

ovih motora je dovoljno

visoka, te se toplotna energija

izduvnih gasova moe,

relativno lako, iskoristiti zaproizvodnju toplotne energije.

Prednosti su:

elektrina i toplotna energija proizvode se kod potroaa ime se eliminiugubici u prenosu i jedne i druge vrste energije,

proseni je 85% i vie,Nedostaci su:

moe se dobiti toplotna energija relativno niske temperature, SUS motori zahtevaju remonte na svakih 2000 radnih asova. izduvni gasovi SUS motora zagauju okolinu

ulje koje slui za podmazivanje SUS motora mora se paljivo odlagati

Kogeneracijske elektrane sa gasnim i


64/74

parnim turbinama

Dva termodinamika ciklusa gasne i parne turbine

sa protivpritiskom

Dva termodinamika ciklusa gasne i parne turbinesa oduzimanjem pare

ivotni vek je 1525 godina.

elektrina energije 35% - 45% ukupno 70% - 88%najvie temperature koje se postikod gasnih turbina su do 1100 0C.

Do veeg dolazi zato to su obatermodinamika ciklusa u realnimtermoelektranama ograniena upogledu maksimalnih temperatura

maksimalnih brzina obrtanja

turbina. Zato ni jedan od

termodinamikih ciklusa ne radi uoptimalnim uslovima. Kada se

koriste dva termodinamikaciklusa drugi koristi otpadnu

energiju prvog i na taj nainpopravlja ukupni kogeneracijske

termoelektrane.

Ekonomski pokazatelji elektrana


65/74


Elektrana mora u svakom trenutku da proizvodi onoliko elektrine energije kolikoje tada potrebno potroaima koje napaja. Proizvodnja elektrine energije menjase u toku vremena sa promenom optereenja.Promena snage elektrane sa vremenom obino se predstavlja na dijagramu koji senaziva dijagram optereenja (dnevni, meseni, sezonski i godinji).Dijagram optereenja celog elektroenergetskog sistema je zbir dijagramaoptereenja pojedinih elektrana u sistemu.

Pmax - maksimalna snaga

Pmin- minimalna snagu u toku dana

Psr - srednja snaga

Wd - koliina proizvedeneelektrine energija u toku danaodnosno (povrina ispod grafika )0 4 8 12 16 20 24 t(h)

P(MW)P/Pmax

0,2

5

0,5

0,7

5

1,0

0

Wd

Pmax

Pmin Psr

Sl. 3.1. Dnevni di jagram optereenja elektrane



66/74


Maksimalnim optereenjem nazivamo maksimalnu trenutnu snagu koju jerazvila elektrana u odreenom vremenskom periodu ( razlikuje se od instalisanesnage, koja je suma nominalnih snaga pojedinih agregata u elektrani).

Srednje optereenje, snaga je ono optereenje sa kojim bi elektranaravnomerno radila i u toku posmatranog vremena proizvela istu koliinuelektrine energije.

kW24dsrW

P kWh)(24

0 dttPWd kW8760.,

godgodsr

WP

maxmax24 P

P

P

Wm srd

max

min

P

Pmo

n

sr

n

d

P

P

P

Wn

24

faktor optereenja

faktor neravnomernosti optereenja

faktor iskorienja intalisane snage


67/74


68/74

Cena instalisanog MW


69/74

Cena instalisanog MW

vrsta elektrane ci(M$/MW=$/W)

termoelektrane 0,31,5hidroelektrane 12,5

Kod termoelektrana

investicije su priblinolinearno zavisne od

instalisane snagea kod

hidro ne!

nigodggod PcpWct

NJ/kWhT

cpc

W

Pcpc

W

tc ig

god

nig

god

god

W

Cena proizvedenog kWh elektrine energije opada sa porastom godinjeproizvodnje, a raste sa poveanjem varijabilnosti potronje sistema!

paTE>paHE prTE>prHE cgTEcgHE

Ekonomina raspodela proizvodnjei


70/74

p p jizmeu elektrana

W

Wc

W

t

W

t

c

n

j jgodjw

n

j jgod

n

j

jgod

n

j jgod

w11

1

1

n

j

jgod

jgod

jnjijjg

n

j

jgodjw

W

W

W

Pcpc

W

Wc

11

n

j

jnjijn

j

jgodjg

W

Pcp

W

Wc

11

Proizvodnju po elektranama

potrebno je tako raspodeliti dacena bude minimalana. Kako

drugi sabirak ne zavisi od

raspodele proizvodnje potrebno

je minimizirati samo prvi

sabirak. Vidi se da treba

forsirati elektrane sa manjom

jedininom cenom goriva.Treba se truditi da se iskoristi sva

raspoloiva energija uhidroelektranama a da se zatim

preostala energija raspodeli natermoelektrane tako da one sa

manjom jedininom cenomgoriva proizvedu veu energiju.

Energija


71/74

Energija

Godina 1965 1975 2000

W (TWh) 350 700 900

ukupna utroena energija (100%)

toplotna energija (79%) mehanika energija

(21%)

industrija (51%)

domainstva (28%)

industrija (6%)

domainstva (5%)

transport (7%)

poljoprivreda (3%)

Primarnaenergija postoji u

prirodi kao akumulirana ili

neakumulirana.

Sekundarnaenergija obino

nastaje transformacijomprimarne, ali se direktno ne

koristi veslui za daljetransformacije.

Korisna energija je ona koja

se neposredno koristi za neku

namenu.

Energija


72/74

Energija

U fizikom smislu energijase deli na: hemijsku (fosilna goriva i

drvo);

nuklearnu (fisija i fuzija);

potencijalna (vodna, plima

i oseka);

toplotna (geotermalna);

kinetika (vodna, vetra);

zraenja (suneva).

fosilno

gorivo idrvo

nuklearn

a fuzija ifisija

hidro

plima ioseka

hidro

vetar

termiki

izvori ienergija

morske

vode

solarna

hemijska nuklearna potencijalna kinetika zraenja

toplotna mehanika

elektrina

toplotna

mehanika

hemijska

svetlosna

potroai

Ugalj


73/74

Ugalj

Ugalj je nastao od drveta koje je bilo zatrpano i izloeno visokom pritisku itemperaturi i to bez prisustva vazduha (pri ugljenisanju oslobaali su seelementi O2,N2iH2).

biljni

ostacitreset lignit

mrki

ugaljkamen

i ugaljantracit

Kratka ili neposredna analiza utvruje sadraj sagorljivih materija (g),vlage (v) i nesagorljivih materija (n)

%100 nvg

Cig Elementarnaanaliza

utvruje sadraj pojedinihelemenata u uglju bez

ulaenja u meusobne vezetih elemenata u samom

uglju.

vrsta ugljaC

(%)

H

(%)

S

(%)

O+N

(%)

antracit 9192 3,64,1 0,71,1 3,14,2

kameni ugalj 8287 5,25,6 0,81,2 6,211mrki ugalj 70 4,4 2,5 23,1

lignit 68,6 5 0,4 26


74/74

Documents

TermoElektrane.ppt