Газотурбинная электростанция

КМП – компрессор; Р – ресивер;

ВП – воздухоподогреватель;

М – манометр; КП – клапан предохранительный; РК – клапан регулировочный; ДТУ – установка детандерная; СМ – смеситель;

НВД – насос высокого давления;

Ф – форсунка с камерой сгорания; ЭГ – генератор электрический; ТП – подстанция трансформаторная; ЛЭП – линия электропередач

Температура сгорающей парогазовой смеси - 750…770°С. КПД теплоэлектростанций с газотурбинными установками в среднем достигает 38 %. Такие электростанции более маневренны, чем паровые, но их мощность в 5–7 раз меньше.

Предназначены для эксплуатации, где затруднен подвод электроэнергии от централизованных или местных линий электропередач. Поэтому в состав электростанции входит собственная трансформаторная подстанция и локальная линия электропередач.

На газотурбинных теплоэлектростанциях на турбину подаётся газо- воздушная смесь, состоящая из летучих газообразных продуктов сгорания топлива и подогретого воздуха.

Тепловая электрическая паро-газовая станция в мире

КМП – компрессор; Р – ресивер; ВП – воздухоподогреватель; ЛЭП – линия электропередач; М – манометр; КП – клапан предохранительный;

СПД – система снижения давления пара; ДТУ – установка детандерная; РК – клапан регулировочный; СМ – смеситель; НВД – насос высокого давления; Ф – форсунка с камерой сгорания; ЭГ – генераторы электрические №1 и №2 ЖКХ и ПС – жилищно-коммунальное хозяйство и производственный сектор; ТП – подстанция трансформаторная; Инф ТЭС – инфраструктура топливно-энергетической станции (теплично-парниковое хозяйство, животноводческий и птице-комплекс, рыбоводное хозяйство, предприятия общепита и пр.)

В Беларуси с советских времен запрещено содержать в полосе отчуждения тепловых электрических станций хозяйственные объекты сельскохозяйственного назначения. По этой причине до настоящего времени тепловые станции выполнены по упрощенной схеме, где инфраструктура топливно-энергетической станции, включающая теплично-парниковое хозяйство, животноводческий и птице-комплекс, рыбоводное хозяйство, предприятия общепита и пр., отсутствует.

Общий КПД парогазовой установки достигает 60 %. Схема теплоэлектроцентрали отличается от схемы работы ТЭС тем, что в ней часть отработанного пара с температурой около от 250 до 140°С отводится в теплообменник, где при высоком давлении пар нагревает воду, подаваемую затем в тепловые магистрали. Тем самым достигается более полное использование тепловой энергии, вследствие чего КПД теплоэлектроцентралей на входе достигает 60–65 %.

Тепловая электрическая паро-газовая станция в Беларуси

5. Характеристика угля как природного ресурса. Особенности его экономического использования и воздействия на окружающую среду при переработке и использованию. Запасы и динамика использования.

Почти 90 % используемых в настоящее время топлив­но-энергетических ресурсов для выработки энергии со­ставляют ископаемые виды топлива. Если запасы угля в количественном отношении не вызывают тревоги, то перспектива истощения нефтяных пластов, и в меньшей степени природного газа, заставляет серьезно задуматься о последствиях. Появившиеся в конце 18-го века на топливном рынке неограниченные энергетические ресурсы каменного угля решили проблемы энергообеспечения стремительно развивающейся промышленности. Преимущественные удельные показатели к весу теплотворной способности при сжигании каменного угля, по сравнению с дровами обеспечили попутно решение транспортных проблем, вытеснив дрова с топливного рынка, оставив за лесом стремительно расширяющийся рынок поделочной древесины.

По прогнозным оценкам Международного Энергети­ческого Агентства (МЭА) в мировом потреблении первичных топливно-энергетических ресурсов ископаемые виды топлива бу­дут преобладать до 2020 г. Причем до 2010 г. цены на иско­паемые виды топлива останутся в среднем ста­бильными. После 2010 г. нефть и газ будут дорожать в связи с перебоями в их поставке.

В перспективе по данным МЭА:

• мировое потребление энергии и, одновременно, выбросы углекисло­го газа (СО₂) будут неуклонно возрастать;

• к 2020 г. 90 % общемирового использования пер­вичных энергоносителей займут ископаемые виды топ­лива.

Послевоенная разруха 50-х годов и возведение в крупных городах Беларуси военно-промышленного комплекса обусловила строительство мощных тепло-электрических станций (ТЭС) с привлечением значительной части сельского населения в промышленную сферу, т.е. в города. Благие намерения - обеспечить народ в жилищно-коммунальном секторе (ЖКХ) электрической энергией и теплом парового отопления с преобразованием ТЭС в теплоэлектрические централи (ТЭЦ) - обернулось гигантскими по протяженности тепловыми сетями с выбросом при поставке потребителям более половины тепла в атмосферу и в грунт. Однако основная популистская цель – обеспечение охраны окружающей среды за счет централизации накопления отходов сжигания каменного угля (шлака) в зонах производства энергии и там же их переработки и захоронения – была достигнута.

За экономические потери на теплосетях до 90-х годов прошлого столетия расплачивалась промышленность, она же брала на свой энергобаланс часть расходов, в основном касающихся таплообеспечения по содержанию ЖКХ. При минимальном прожиточном минимуме трудящихся с отоплением жилища иного выхода не было. С устранением материальной зависимости населения от оплаты за расходы тепла исчезла основная контролирующая функция энергетики – общественная. Таким образом, государственный монополист - «топливно-энергетический комплекс республики» - получил безраздельную свободу. Даже названия научных и административных институтов начинались с понятия – «топливный» или «теплотехнический». К тому же, основная организация – энергосети, приобретающая, распределяющая и поставляющая энергию попала в прямое подчинение производителям энергии - топливным энергетикам.

Перспективы развития мировой энергетики ориентированы на надежное и безопасное энергообеспечение, что является основополагающим условием жизнедеятельности и раз­вития общества. Однако, при существующих темпах экономического развития промышленности оставшихся запасов угля хватит примерно на 150 лет, природного газа – на 55 лет, нефти – на 40 лет (по данным ООН). Мировое потребление энергии стало соизмеримым с запасами горючих ископаемых. То, что природой создавалось на протяжении миллионов лет, будет израсходовано в ближайшие несколько десятилетий.

В настоящее время Беларусь импортирует ка­менный уголь из России, Украины, Польши и Казахс­тана в объемах 250-300 тыс. т в год. В то же время на территории рес­публики имеются месторождения бурых углей более низкого качества, залегающих на глубинах 20-80 м около 1,5 млрд. т.

К настоящему времени в районе Припятской впадины Гомельской облас­ти выделены три буроугольных отложения, имеющих промышленное значение, - Житковичское, Бриневское и Тонежское. Из них, подготовлены к промышлен­ному освоению две залежи Житковичского месторож­дения с запасами 69,1 млн. т Что позволяет проек­тировать строительство угольного разреза мощностью 2 млн. т, и Бриневского месторождения с про­мышленными запасами 30 млн. т. На базе этих месторождений могут быть возведены производственные мощности на 1 млн.т с качеством, соответствующим энер­гетическому и коммунально-бытовому топливу. Объемы добычи бурых углей в стране могут достигнуть 4 млн. т (порядка 1 млн. ТУТ), что состав­ляет 3,7 % от общего потребления котельно-печного топлива в рес­публике в настоящее время. Причем, не стоит забывать, что, уве­личивая в энергетике долю мес­тного топлива, необходимо раз­вивать и внедрять современное оборудование и технологии, поз­воляющие сжигать топливо в не­сколько стадий, что существенно снижает выбросы загрязнителей в ат­мосферу.

Существует несколько методов при­менения бурых углей в энергетике. К примеру, возможно получение производство торфо-угольных брикетов и жид­кого топлива и, даже, высококалорийных энергоносителей методом пиролиза - газа с тепло­той сгорания 3500-4000 ккал/кг и жидкого топлива с теплотой сгорания 8000-9000 ккал/кг. После энерготехнологической переработки бурых углей себес­тоимость топливной продукции - смолы и газа - составит порядка 250 €/т.