Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Промышленность, производство->Лабораторная работа
Для расчета электрических полей используем программу ElectField. В данной программе можно использовать электроды следующих форм – игла, плоскость, нак...полностью>>
Промышленность, производство->Задача
Решение. Высота пьезометрической поверхности над уровнем в резервуаре составит h=h1+h , где h1-уровень пьезометрической поверхности для жидкости Ж1 на...полностью>>
Промышленность, производство->Лабораторная работа
В результате выполнения данной лабораторной работы были получены значения пробивного напряжения для электродов различной формы при различном расстояни...полностью>>
Промышленность, производство->Лабораторная работа
Вывод: в ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены два метода контроля изоляции. В основе обоих методов лежит явление абсорбции. Это явл...полностью>>

Главная > Реферат >Промышленность, производство

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Системи когенерації енергії

Основні терміни і визначення

Калорія – традиційна позасистемна одиниця вимірювання, що дорівнює енергії, необхідній для нагрівання 1 г води на 1° С. 1 кал ≈ 4,2 Дж, 1 ккал = 1.17 кВт ·год.

Теплова електростанція (ТЕС) – електростанція, що виробляє електричну енергію за рахунок перетворення хімічної енергії палива в механічну енергію обертання валу генератора.

Теплоелектроцентраль (ТЕЦ) – різновид теплової електростанції, яка виробляє не тільки електроенергію, але і теплову енергію в централізованих системах теплозабезпечення (у вигляді пару і гарячої води).

Когенерація – (назву утворено від слів КОмбінована ГЕНЕРАЦІЯ) процес спільного виробництва двох видів енергії (найчастіше теплової і електричної).

Рекуперація – повернення частини енергії для повторного використання у тому ж технологічному процесі.

Паливний елемент – хімічне джерело струму, за принципом дії схоже на гальванічний елемент, але відрізняється від нього тим, що речовини для хімічної реакції подаються до нього зовні.

Структура енергоспоживання України

Більша половина енергії в Україні генерується на ТЕС і ТЕЦ, що працюють на викопних джерелах енергії: вугіллі, газі, мазуті. Сумарна кількість електро- і теплоенергії вироблена у 2011 р. різними видами станцій показана на рис. 1 і 2.

Рис. 1. Електроенергія, вироблена у 2011 р. в Україні

Рис. 2. Теплоенергія, вироблена у 2011 р. в Україні

З наведених даних видно, що майже половина електричної і вся теплова енергія (біля 245 000 млн. кВт·год) виробляється за допомогою спалювання викопних джерел енергії. Для генерування такої кількості енергії, не враховуючи втрати, необхідно витратити 21, 1 млн. т. нафти або 24,5 млн. м3 газу чи 28,5 млн. т. вугілля. При цьому для генерування електричної енергії переважно використовуються ТЕС, а для генерування теплової енергії – котельні, що в даному випадку є малоефективним. Це пов’язано з тим, ККД ТЕС не перевищує 40%, тобто менша половина теплової енергії палива перетворюється на електричну енергію, а інша не використовується. ТЕЦ дозволяє повніше використовувати енергію згорання палива: окрім електричної енергії, вона генерує і теплову енергію. Установки такого типу називаються когенераційними. На рис. 3 показана ефективність використання палива при окремому виробництві теплової і електричної енергії і в ТЕЦ. З наведених даних видно, що при необхідності генерування теплової і електричної енергії використання ТЕЦ зменшує втрати енергії більше ніж в 2 рази. За нинішнього енергоспоживання в Україні, використання ТЕЦ замість ТЕС дозволило б генерувати всю необхідну теплову енергію без використання котелень. Малий обсяг використання ТЕЦ пов’язаний з необхідністю підтримки у належному стані мережі теплопостачання, що при великій потужності ТЕЦ становить декілька сотень кілометрів (наприклад в Києві – 899 км.). Тому такі ТЕЦ доцільно будувати лише поблизу великих міст. Для інших територій доцільно використовувати міні-ТЕЦ, потужність яких не перевищує 20-30 МВт.

Основою міні-ТЕЦ є газопоршневі або газотурбінні електростанції, що працюють на природному газі. Причиною використання газу є його більша повнота згорання і екологічність у порівнянні з іншими видами органічного палива.

Рис. 3. Ефективність використання ТЕЦ

В зв’язку з підвищенням ціни на природний газ в якості палива для ТЕЦ стало доцільним використання вугілля. Для зменшення шкідливих викидів використовують спеціальну суміш мілко подрібненого вугілля і води. Основні переваги водновугільної суміші:

  • зниження витрат палива у порівнянні з мазутом і газом;

  • зниження викиду шкідливих викидів у порівнянні з вугіллям;

  • технологічність використання вугілля в рідкій формі.

Слід зазначити, що для використання водовугільної суміші необхідно повністю переобладнати ТЕЦ і створити нові потужності для подрібнення вугілля, що потребує значних капіталовкладень.

Останнім часом окрім викопних видів палива для генерації теплової і електричної енергії все більше використовується біопаливо. Виробництво енергії при спалюванні біомаси розділяються на процеси із замкненим і розімкненим тепловим циклом. Розімкнені цикли використовуються при спалюванні газоподібного або рідкого палива у двигунах внутрішнього згорання і газових турбінах. В цьому випадку паливо спалюється безпосередньо в двигуні або камері згорання газотурбінної установки.

В системах з замкненим тепловим циклом процеси спалювання палива і генерації енергії розділяються за допомогою передачі теплоти від гарячого газу до теплоносія, який використовується у вторинному циклі. В цьому випадку в двигун подається чистий теплоносій, що усуває пошкодження двигуна небажаними домішками.

В зв’язку з тим, що при спалюванні біопалива утворюються гази, що можуть пошкодити двигун, в основному використовуються установки із замкненим циклом, а саме:

  1. Парові турбіни з використанням циклу Ренкіна. В цій установці в якості робочого тіла використовується вода, яка випаровується під тиском і перегрівається.

  2. Парові двигуни, які застосовуються з циклом Ренкіна з перегрівом або без перегріву.

  3. Парові турбіни з обмеженим циклом Ренкіна (ОЦР), в яких використовується органічне робоче тіло (масло).

  4. Двигуни Стірлінга (газові двигуни з непрямим спалюванням палива), які працюють за допомогою періодичного теплообміну між димовими газами і газоподібним робочим тілом (повітря, гелій, водень).

Існуючі технології дозволяють проектувати установки в широкому діапазоні теплової потужності – від декількох кіловат (двигуни Стірлінга) до декількох сотень мегават (парові турбіни).

Разом з процесами із замкнутим циклом в установках на біопаливі використовуються деякі процеси із розімкненим циклом:

  1. Газові турбіни, які працюють безпосередньо від газів при спалюванні біомаси під тиском, в яких газ розширяється і виводиться у атмосферу.

  2. Газові турбіни, які працюють безпосередньо від газів при спалюванні біомаси при атмосферному тиску, в яких газ розширяється до вакууму з подальшим охолодженням і стисненням газу з подальшим його відводом у атмосферу.

Парові турбіни із розімкненим циклом

Потужність парових турбін складає 0.3-500 МВт.

Виробництво електроенергії за допомогою парових турбін є розвиненою технологією, яка використовується в ТЕС і ТЕЦ. Парова турбіна із розімкненим циклом – це тепловий двигун, в якому потенціальна енергія стисненої і нагрітої водяної пари перетворюється в кінетичну, яка в свою чергу виробляє механічну енергію на валу. Потік водяної пари надходить через направляючі на криволінійні лопатки, що закріплені на роторі, діючи на них, обертає ротор. В парових турбінах використовується цикл Ренкіна.

Загальний вид парової турбіни показаний на рис. 4, схема технологічного циклу на рис. 5.

Рис. 4. Загальний вигляд парової турбіни

Технологічний цикл складається з шести фаз:

1-2 – підвищення тиску води за допомогою насоса;

2-3 – нагрівання води до температури випаровування у нагрівачі;

3-4 – випаровування води в котлі;

4-5 – перегрівання пари у перегрівачі;

5-6 – розширення пари в паровій турбіні;

6-1 – конденсація пари, утилізація пари в конденсаторі

Рис. 5. Технологічний цикл парової турбіни

Парові поршневі двигуни

Парові двигуни, рис. 6, мають потужність 50 кВт – 2 МВт. Тому використовуються у малопотужних установках, де парову турбіну встановлювати недоцільно. Парові поршневі двигуни мають модульну конструкцію: в різних схемах двигунів кількість поршнів може знаходитись в межах 1-6. В залежності від параметрів пари використовується одно- або багатоступеневе її розширення. Типові значення ККД генерування електроенергії одноступеневих двигунів знаходяться в межах 6-10 %, багатоступеневих – 12-20 %. При аналогічних параметрах пари ККД поршневих двигунів знаходиться на рівні парових турбін.

Рис. 6. Паровий поршневий двигун

В парових двигунах, що працюють на перегрітій парі в режимі когенерації, технологічний цикл аналогічний паровій турбіні рис. 4. Суттєвим недоліком парових поршневих двигунів є необхідність додавання мастила перед подаванням пари у двигун. В нових конструкціях двигунів цей недолік усунуто. В порівнянні з паровими турбінами парові двигуни мають переваги і недоліки, наведені в табл. 1.

Таблиця 1. Переваги і недоліки парових двигунів

Переваги

Недоліки

1. Придатні для використання в діапазоні низької потужності

1. Низька межа максимальної вихідної потужності (до 2 МВт)

2. Працюють з насиченою парою

2. Значні витрати на техобслуговування і ремонт

3. Мають високий ККД при неповному навантаженні

3. Високий рівень шуму і вібрації

4. Модульна конструкція дозволяє ефективно працювати при різному тиску пари

4. Необхідність додавати мастило перед подаванням пари у двигун (в нових моделях двигунів цей недолік усунуто)



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Система оподаткування України

    Реферат >> Финансовые науки
    ... з курсу «Податкова система» на тему: «Система оподаткування України» ... теплову енергію, крім електроенергії, виробленої кваліфікованими когенераційними ... порядку застосування спрощеної системи оподаткування.[3] Висновки Аналіз системи оподаткування в Україні, ...
  2. Засоби реалізації потенціалу енергозбереження

    Лекция >> Промышленность, производство
    ... і системи когенерації Найпоширенішими системами когенерації є системи з "верхнім" та "нижнім" циклами. У першому випадку джерело первинної енерг ... максимальний економічний ефект від застосування системи когенерації, слід притримуватись такої стратегії: - пам ...
  3. Джерела енергії та вибір енергоносія (2)

    Лекция >> Промышленность, производство
    ... ільного виробництва тепла та електроенергії (когенерація) на ТЕЦ, де утилізу ... і конденсату по трубопроводах. 2.4.5.7. Котельня – загальна система Зменшення енергії у процесі її підготовки до споживання ...
  4. Нетрадиційні та поновлювані джерела енергії

    Контрольная работа >> Промышленность, производство
    ... таких установках сонячна енергія спеціальними концентраторами (оптичними системами) фокусується на ... як елемент комбінованої системи теплопостачання. Системи сонячного теплопостачання (ССТ) ... утилізації енергії генераторного газу є ГТУ когенераційного типу, ...
  5. Податки. Податкова система України

    Лекция >> Налоги, налогообложение
    Тема 5. Податки. Податкова система України Економічна сутн ... електричну та теплову енергію, крім елктроенергії, виробленої кваліфікованими когенераційними установками ... Платники податку, які постачають теплову енергію, газ природний (крім скрапленого), надають ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0020179748535156