Vda a technika - archiv

AKTUALIZACE TOHOTO WEBU JE UKONEN.
Tuto strnku jsme pesunuli do Archivu web Ro.
Uveden informace proto nemusej bt aktuln a nkter soubory mohou bt nedostupn.

Energetika České republiky II

Vít Doleček  1.12.2005
fluidní kotel - Autor:Jan Rosenauer
fluidní kotel
Autor:   jkr  

Česká elektroenergetika je založena na spalování hnědého uhlí (HU). Podíl "vyrobené" elektrické energie z fosilních paliv se pohybuje kolem 64 %. Nejvýznamnější uhelná ložiska vznikala v období karbonu a permu (období prvohor). Je třeba si tedy dnes uvědomit, jak rychle nám mizí "pod nohama" surovina, která se na naší Zemi tvořila po několik milionů let. Máme jako lidstvo právo na to, abychom během několika desítek či stovek roků tuto surovinu téměř spotřebovali? 

ČR není příliš bohatá na fosilní paliva. Co se týče zemního plynu (ZP) a ropy, jsme téměř úplně závislí na dovozu ze zahraničí. Jedinými palivy, kterými dosud disponujeme ve větším množství, je černé a hnědé uhlí. Tímto faktem je poměrně značně určen podíl primárních zdrojů energie na celkové "výrobě" elektřiny. Není však pravda, že by např. ZP byl zcela z našeho energetickém mixu vynechán. Poměrně značně je dnes zastoupen např. v teplárenství nebo průmyslové energetice při kombinované výrobě elektřiny a tepla. Odpadá zde totiž nutnost složitého zásobování palivem, čištění spalin či likvidace produktů spalování, jako je tomu např. u uhlí.

Pojďme si nyní velmi stručně ukázat, jakým způsobem funguje uhelná elektrárna. Jako malý kluk jsem měl představu několika špinavých dělníků, kteří celou směnu hází jednu lopatu uhlí za druhou do velkého kotle. Tak tomu opravdu dnes není. Princip "výroby" elektřiny z fosilních paliv je založen na transformaci jednotlivých forem energie ve formu jinou ve strojních zařízeních k tomu určených, které po sobě následují v přesně určeném pořadí. Uhlí, které zde vystupuje jako zdroj primární energie, je nositelem chemické energie; tato je dále v kotli transformována na tepelnou a tlakovou energii pracovní látky (vodní pára), tato energie (označovaná často souhrnným názvem jako entalpie) je následně v turbíně transformována na energii kinetickou rotačního pohybu lopatek turbíny. Poslední transformací je potom transformace v alternátoru, kde je výstupní formou již energie elektrická. Zjednodušeně lze technologii "výroby" elektřiny popsat asi takto.

Pomocí pásových dopravníků (někdy i několik kilometrů dlouhých), železničních vagónů či vodní cestou je uhlí dopraveno do objektu elektrárny. Zásoba uhlí musí být v elektrárně plánovaná na několik dní dopředu, protože se může stát, že v zimě uhlí ve vagónech zamrzne nebo nastane jiná nečekaná situace (např. stávka horníků), což by v případě nedostatečného předzásobení znamenalo přerušení provozu elektrárny. Z přepravního zařízení je uhlí vyloženo na skládku až do doby, než bude nutné ho dále upravovat. Ze skládky je v případě potřeby pomocí obrovských korečkových nakladačů a pásových dopravníků přepraveno do sušek, kde je upravena jeho vlhkost na požadovanou hodnotu. Vysušené uhlí putuje do mlýna, ve kterém se rozemele na jemný prášek (někdy se sušení a mletí paliva provádí takřka současně). V této formě je uhlí spáleno v hořáku kotle. Proudící spaliny ohřívají jednotlivé varnice (zavodněné trubky), ve kterých dochází ke skupenské změně vody ve vodní páru. Pára je dále vedena do parní turbíny, kde se expanzí v jednotlivých jejích stupních energie transformuje v rotační pohyb turbíny, která tak pohání třífázový synchronní alternátor.

Vyexpandovaná pára dále vystupuje z turbíny do kondenzátoru, kde proběhne opět skupenská změna na vodu. Teplo, které je páře v kondenzátoru odebráno, je v samostatném okruhu, nejčastěji pomocí chladicí věže, odvedeno do okolí. Pracovní látka se výstupem z kondenzátoru následně vrací přes napájecí čerpadlo na začátek a celý cyklus se opakuje. Je třeba upozornit, že uvedený popis je velmi zjednodušený a i s ohledem na různá konstrukční řešení jednotlivých kotlů se může mírně lišit. Do celého procesu výroby vodní páry pak velmi často ještě zasahují zařízení, jako jsou buben, přehřívák vodní páry, mezipřehřívák, odplyňovák či různé separátory, odlučovače atd., které mají za úkol dále upravovat vlastnosti páry nebo zvyšovat účinnost oběhu. Popsaný způsob se označuje jako spalování v letu a příslušné kotle jsou označovány jako kotle práškové neboli granulační. Protože jednou z podmínek hoření je přítomnost okysličovadla, je nutné do kotle přivádět pomocí vzduchového ventilátoru vzduch nebo přímo kyslík.

Elektrárna Ledvice - Autor:Jan Rosenauer
Elektrárna Ledvice
Autor:   jkr  

Tento vzduch je, z důvodu zvýšení účinnosti celého tepelného oběhu, odcházejícími spalinami předehříván a dále je veden vzduchovody do spalovacího prostoru kotle. Na celý výše uvedený komplex zařízení pak následně navazuje systém čištění spalin, jako jsou odlučování popílku, odsíření a denitrifikace (odstranění NOX) spalin. Uvedený způsob patří v našich podmínkách sice mezi ty nejčastější, nicméně existují i jiné technologie spalování, jako je spalování ve vznosu, které realizujeme v tzv. fluidních kotlích. Tento způsob je uplatňován např. v elektrárně v Tisové. Problémy u těchto zařízení mohou nastat s udržením fluidní vrstvy a z provozního hlediska je nevýhodou také menší pružnost bloku. Přednostmi jsou potom možnost spalování různých paliv (i méně kvalitních), možnost záměny paliva, nebo s ohledem na nižší teploty, potlačení tvorby termických NOX; rovněž emise SO2 jsou podstatně nižší, než u práškových kotlů a odpadá tedy nutnost následného odsíření spalin. Snížení SO2 se provádí přídavkem aditiva (např. vápenec) přímo do spalovacího prostoru.

V technologiích spalování uhlí jsou dnes hlavními prioritami zvyšování účinnosti a minimalizace dopadů energetiky na životní prostředí (ŽP). Je zřejmé, že obě snahy spolu velmi úzce souvisí. Pokud budeme získávat elektřinu s vyšší účinností, budeme pro stejné množství elektrické energie potřebovat méně paliva, což v důsledku znamená i nižší dopady na ŽP. ČR udělala za posledních několik let v této oblasti obrovský pokrok, ale i přesto je mnoho věcí, které lze dělat pomocí moderních technologií ještě lépe. Vše tedy zůstává pouze otázkou priorit.

Zjednodušené schéma parovodního oběhu elektrárny
Zjednodušené schéma parovodního oběhu elektrárny  

Současné uhelné bloky pracují s účinností kolem 30-35 %. Moderní uhelné technologie jsou dnes schopny zajistit "výrobu" elektřiny s účinností až 50 %. Zde se však jedná o elektrárny s podstatně vyššími parametry tlaku a teploty. Běžné parametry prac. látky se pohybují u konvenčních zařízení kolem hodnot 15-18 MPa a teploty 530 °C. U zařízení, která pracují s vyšší účinností (nadkritické a ultrakritické bloky), se tlak pracovní látky pohybuje v rozmezí 25-35 MPa a teploty kolem 600 °C (výhledově až 700 °C). Tyto parametry však narážejí na problém vhodných materiálů, které jsou tedy v dnešní době součástí intenzivního výzkumu a vývoje.


 

Nachzte se

v tematickm okruhu: Tmata
na webu: Vda a technika - archiv

Související příspěvky:

DÁLE V RUBRICE


Archiv

RSS  |  MAPA SERVERU  |  KARIRA  |  KONTAKTY  |  ENGLISH  (c) 2000 - 2018 esk rozhlas