Кпд тепловой электростанции: Эффективные технологии для тепловой энергетики

16. Какие потери энергии учитывает кпд тепловой электростанции в целом? Чем отличаются кпд станции брутто и нетто?

КПД
тепловой электростанции в целом
η_с
равен произведению трех КПД — η_э,
КПД парогенератора η_пг
и КПД транспорта теплоты η_тр
(величина η_тр
может иметь другое название – КПД
трубопроводов). Отсюда видно, что η_с
учитывает
суммарные потери энергии в турбогенераторной
установке, парогенераторе и трубопроводах.

Вышеназванный
КПД ТЭС в целом – это КПД
станции брутто,
т.е.
.

Часть
электроэнергии, вырабатываемой ТЭС и
АЭС, расходуется на собственные нужды
электростанции – на привод различных
насосов, подготовку пылеугольного
топлива к сжиганию, освещение цехов и
т.д. Это обстоятельство учитывает КПД
станции нетто
,
равный произведениюна величину (1 — К_сн),
где К_сн
– это доля расхода электроэнергии на
собственные нужды, составляющая обычно
от 4 до 10% общей мощности электростанции.

17. Что такое условное топливо? Введите понятия: удельный расход пара на турбину, удельный расход теплоты на турбоустановку, удельный расход условного топлива электростанции.

Для
сопоставления запасов и расхода различных
видов энергоресурсов (органическое
топливо, гидроэнергия, ядерное топливо
и др.) используется условное
топливо,
имеющее теплотворную способность 29310
кДж/кг (7000 ккал/кг). Это позволяет
сравнивать между собой тепловую
экономичность электростанций, использующих
разные виды первичной природной энергии.

Удельный
расход пара на турбину
– это расход свежего пара на единицу
произведенной электроэнергии, кг/кВт·ч.

Удельный
расход теплоты на турбоустановку
– это расход теплоты топлива на единицу
произведенной электроэнергии. Данная
величина является безразмерной.

Удельный
расход условного топлива электростанции
– это расход условного топлива на
единицу произведенной электроэнергии,
гут/кВт·ч (гут – 1 грамм условного
топлива).

18.
Опишите возможные способы
теплоэлектроснабжения потребителей.
Какие существуют показатели тепловой
экономичности ТЭЦ? Что такое коэффициент
теплофикации, как он зависит от температуры
наружного воздуха?

Существует
два основных способа
теплоэлектроснабжения потребителей:

—
на базе комбинированного
производства тепловой и электрической
энергии (КПТЭ)
турбинами ТЭЦ;

—
раздельная
схема теплоэлектроснабжения,
когда потребитель получает электроэнергию
от энергосистемы, а тепловую энергию –
от районной котельной.

Производство
электроэнергии теплофикационными
турбинами ТЭЦ обеспечивает более высокие
показатели тепловой экономичности по
сравнению с КЭС, ибо на ТЭЦ часть
работавшего в турбине пара отдает при
конденсации свою теплоту не в окружающую
среду, а тепловым потребителям.

Тепловая
экономичность ТЭЦ
характеризуется следующими показателями:

— КПД ТЭЦ по
производству электроэнергии, равный
отношению электрической мощности к
расходу теплоты топлива на выработку
электрической энергии;

— КПД ТЭЦ по
производству теплоты, равный отношению
отпуска теплоты потребителям к расходу
теплоты топлива на выработку тепловой
энергии; этот КПД учитывает только
потери в сетевых подогревателях и
трубопроводах;

—
удельная выработка электроэнергии на
тепловом потреблении, равная отношению
теплофикационной электрической мощности
(т. е. той части общей электрической
мощности, которая обеспечивается паром,
не доходящим до конденсатора) к расходу
теплоты топлива на выработку тепловой
энергии.

При
значительном возрастании тепловой
нагрузки ТЭЦ может покрывать ее не
только за счет отборов турбин, но и с
помощью пиковой котельной. Коэффициент
теплофикации
α_ТЭЦ
показывает, какую долю суммарной тепловой
нагрузки ТЭЦ покрывает за счет отборов
турбин. В наиболее холодное время года
α_ТЭЦ
уменьшается, так как возрастает доля
тепловой нагрузки ТЭЦ, покрываемая за
счет пиковой котельной.

Энергоэффективность ТЭС

%PDF-1.6
%
1 0 obj
/MarkInfo > /Metadata 4 0 R /OCProperties > > > ] /ON [ 5 0 R ] /Order [ ] /RBGroups [ ] >> /OCGs [ 5 0 R ] >> /Outlines 7 0 R /PageLayout /OneColumn /Pages 59 0 R /StructTreeRoot 77 0 R /Type /Catalog >>
endobj
2 0 obj
/Company (Home) /CreationDate (D:20170616124557+03’00’) /Creator /Keywords /ModDate (D:20170727123843+04’00’) /Producer (Adobe PDF Library 15. 0) /SourceModified (D:20170616094542) /Title >>
endobj
3 0 obj
> /Font > >> /Fields [ ] >>
endobj
4 0 obj
>
stream
2017-07-27T12:38:43+04:002017-06-16T12:45:57+03:002017-07-27T12:38:43+04:00Acrobat PDFMaker 17 для Worduuid:df09884a-f2eb-4ab5-8019-ef123c4b7ff5uuid:3bc4802c-9b15-442f-9832-68363742f4cc

application/pdf

Adobe PDF Library 15.0Тепловые электростанции — энергоэффективность; Тепловые электростанции — топливоиспользование; Тепловые электростанции — паротурбинные установки; Тепловые электростанции — парогазовые установки; Энергетика — Беларусь; Энергетические системы — БеларусьD:20170616094542Home

endstream
endobj
5 0 obj
> /PageElement > /Print > /View > >> >>
endobj
6 0 obj
>
stream
xZێܸ}W2d)aKY$~Ht0/Oic%^zXMM2q`}84]Λ. 4;d]4އǸ

9z`=GD0`HST#dHI t&IH»HVb»GFGRHFdaя&s&G&C#=G]»I~

Понимание тепловой мощности и эффективности угольных электростанций

Предлагаемые стандарты США по сокращению выбросов углерода от существующих угольных электростанций в значительной степени зависят от повышения эффективности производства. Топливо, операции и конструкция установки — все это влияет на общую эффективность установки, а также на выбросы углерода. Этот обзор основ эффективности угольных электростанций, частых проблем, снижающих эффективность, и некоторых решений по улучшению работы и снижению затрат на выработку электроэнергии должен быть полезен для электростанций, где бы они ни находились.

Сцена: Двадцать лет назад молодой инженер стоит перед группой плакеток и наград в вестибюле большой угольной электростанции. Она с интересом отмечает, что некоторые из них относятся к наградам «лучшая тепловая мощность», а также отмечает, что последней награде уже более трех лет. Седой машинист станции, похожий на Сэма Эллиотта, покрытого угольной пылью, присоединяется к ней перед дисплеем.

«Почему эта станция перестала получать награду за тепловую мощность?» она спрашивает.

«Ну, мэм, так как мы добавили скрубберы, в этом больше нет смысла. А другие электростанции перешли на уголь из бассейна Паудер-Ривер (PRB), так что они тоже пострадали от тепловыделения. Итак, кто-то просто посчитал, что, поскольку нам пришлось отказаться от теплоты, чтобы соответствовать ограничениям по выбросам, больше не было смысла получать награду».

Перенесёмся в 2014 год, и сцена будет совершенно другой. Усовершенствованный контроль выбросов угольных электростанций является нормой, и уголь PRB в некоторой степени используется на большинстве электростанций в США, а Агентство по охране окружающей среды (EPA) предложило стандарты для сокращения выбросов углерода от существующих электростанций в соответствии с разделом 111 (d). ) Закона о чистом воздухе. Включая множество возможных методов сокращения выбросов углерода, одним из основных элементов плана EPA является повышение полезного теплового коэффициента установки (NPHR) на 6% или более. Хотя для неспециалиста это может показаться небольшим числом, инженеры электростанций знают, что улучшение теплопроизводительности на 6% потребует серьезных усилий на многих различных уровнях в рамках их коммунальных услуг.

В этой статье изложены основы эффективности электростанции и теплопроизводительности, чтобы можно было быстро понять, где есть наилучшие возможности для улучшения для конкретного генерирующего актива. Затем рассматриваются способы достижения цели 6% NPHR.

Основы теплопроизводительности

Термин «теплопроизводительность» просто относится к эффективности преобразования энергии с точки зрения «сколько энергии необходимо затратить, чтобы получить единицу полезной работы». В электростанции внутреннего сгорания источником энергии является топливо, а полезной работой является электроэнергия, подаваемая в сеть, паровое тепло, поставляемое промышленному потребителю или используемое для отопления, или и то, и другое. Поскольку «полезная работа» обычно определяется как электроэнергия и пар, которые доставляются конечным потребителям, инженеры, как правило, работают с чистым тепловыделением станции (NPHR).

В США тепловая мощность обычно выражается с использованием смешанных английских единиц и единиц СИ БТЕ/кВтч. Хотя сначала это сбивает с толку, это просто указывает, сколько БТЕ/ч энергии требуется для производства 1 кВт полезной работы. В других странах обычно используются кДж/кВтч, ккал/кВтч или другие меры. В этой статье используется формат США.

Поскольку примерно 3412 БТЕ/час равняется 1 кВт, мы можем легко определить термодинамический КПД электростанции, разделив 3412 на теплопроизводительность. Например, угольная электростанция с теплопроизводительностью 10 000 БТЕ/кВтч имеет тепловой КПД 3 412/10 000, или 0,3412 (34,12%).

Метод ввода/вывода

Один из самых простых способов рассчитать NPHR – это разделить БТЕ/час подводимого топлива на чистую выработку (электроэнергии и пара для потребителей) в кВт. Однако определить тепловложение может быть довольно сложно.

По моему опыту, меньшинство электростанций внутреннего сгорания имеют хорошие показатели фактической скорости сжигания топлива на каждом блоке. Практическое отраслевое правило заключается в том, что точность объемных дозаторов в лучшем случае составляет +/– 5 %, а гравиметрических дозаторов — в лучшем случае +/– 2 %. На практике я обнаружил, что фактическая погрешность измерения скорости сгорания топлива может составлять от 5% до 10%.

На одной электростанции, на которой я работал, единственной возможностью оценить интенсивность сжигания угля было использование фотографий угольного склада, сделанных энергичной дамой с ее самолета Cessna, и сравнение предполагаемого размера склада с квитанциями поездов за месяц, чтобы определить, сколько угля было сожжено в целом. Потенциальная ошибка для этого метода может легко превышать 25%.

Другим важным фактором при измерении тепловложения является анализ качества топлива, особенно его теплотворной способности. (Более подробно см. «Введение в анализ качества топлива» в выпуске за январь 2015 года.) Вообще говоря, ошибка в расчете скорости сгорания топлива не может быть меньше, чем ошибка в анализе топлива, поэтому тщательный выбор методов и частоты отбора проб будет обеспечивают большую достоверность при расчете расхода топлива.

Короче говоря, метод ввода/вывода не является идеальным методом для отслеживания разницы в эффективности вашей угольной электростанции, если у вас нет точных питателей угля (рис. 1) плюс точное и регулярное определение теплотворной способности вашего топлива.

Метод тепловых потерь и три поля эффективности

Серьезная проблема с использованием метода ввода/вывода для определения теплового потока заключается в том, что если ваш тепловой поток меняется от одной ситуации к другой, вы не имеете ни малейшего представления о том, что привело к изменению. Был ли котел менее эффективным при сжигании топлива? Снижается ли КПД турбины из-за высокого противодавления в конденсаторе? Увеличилась ли мощность службы станции? Поскольку метод ввода/вывода рассматривает электростанцию ​​как черный ящик, инженер должен полагаться на более точный метод определения теплопроизводительности.

Метод тепловых потерь для определения расхода тепла по существу разделяет электростанцию ​​на три подсистемы, в которых происходит процесс преобразования энергии:

■ Котел, в котором тепло топлива преобразуется в энергию пара.

■ Турбина, в которой тепло пара преобразуется в механическую энергию вращения.

■ Генератор, в котором энергия вращения преобразуется в полную и полезную электроэнергию.

Метод тепловых потерь для расчета тепловой мощности, по существу, рисует прямоугольник вокруг каждой из этих подсистем и определяет эффективность каждого процесса преобразования энергии. Произведение всех этих значений эффективности преобразования дает общую полезную теплопроизводительность электростанции:

NPHR, БТЕ/кВт x час = NTHR, БТЕ/кВт x час / ((КПД котла, % / 100) x (Полезная мощность, кВт / Полная мощность, кВт)) /21/15.]

Как видно из этого уравнения, для снижения NPHR необходимо увеличить КПД котла, уменьшить полезную теплоотдачу турбины или увеличить полезную выработку по отношению к валовой выработке.

КПД котла

Определение КПД вашего котла – это эффективное определение всех различных неэффективностей, возникающих в процессе сжигания топлива для получения паровой энергии. Стандарты и испытательные организации, такие как Американское общество инженеров-механиков (ASME) и Немецкий институт нормирования (DIN), имеют схожие, но разные показатели для расчета потерь эффективности, но с общей точки зрения их можно сгруппировать в следующие категории.

Ощутимые потери тепла. Ощутимые тепловые потери можно рассматривать как тепло, которое можно почувствовать непосредственно с помощью термометра. Например, воздух для горения поступает на вашу электростанцию ​​при температуре окружающей среды, а дымовые газы выбрасываются из холодного конца воздухонагревателя котла при некоторой повышенной температуре. Чем ближе температура отработавших газов к температуре окружающей среды, тем меньше тепла теряется в окружающую среду.

Прочие потери явного тепла включают тепло, содержащееся в остатках и летучей золе, удаляемой из котла, а также в пиритах и ​​горных породах, которые выбрасываются из угольных мельниц. Количество избыточного воздуха, используемого для горения, оказывает значительное влияние на эти потери, поскольку каждый фунт избыточного воздуха, проходящего через котел, несет с собой потенциально полезную энергию.

Скрытые потери тепла. Скрытые тепловые потери трудно обнаружить с помощью термометра и представляют собой потери энергии, связанные с фазовым переходом воды. Когда топливо сжигается в котле, не только вся влага, содержащаяся в топливе, испаряется в пар, но и весь водород, содержащийся в топливе, сгорает с образованием воды, которая также испаряется в пар. Если температура выхлопных газов, выходящих из воздухонагревателя котла, не ниже точки кипения воды, содержащейся в газе, вся эта скрытая теплота парообразования выйдет из котла и будет потеряна в окружающей среде.

Поскольку потери скрытого тепла в основном связаны с топливом, их нельзя легко изменить без замены или сушки топлива. (См. «Повышение эффективности установки и сокращение выбросов CO ₂ при сжигании высоковлажных углей» в выпуске за ноябрь 2014 г. )

Несгоревшие горючие потери. Несгоревшие потери с горением – это потери КПД от неполного сгорания топлива в котле. В первую очередь это измеряется в виде углеродного остатка в золе, но также включает образование монооксида углерода (CO). На эти потери обычно влияют как свойства топлива (летучесть топлива), так и методы эксплуатации (избыточный уровень воздуха, чистота топлива и т.п.). Важно отметить, что потери от несгоревших продуктов сгорания — это не то же самое, что потери при возгорании (LOI), поскольку потери от несгоревших продуктов сгорания представляют собой потери энергии, тогда как LOI рассчитывается на основе массы золы.

Радиационные и конвекционные потери. Коммунальные котлы представляют собой огромные системы оборудования с многочисленными отверстиями для труб и инструментов и очень большой площадью поверхности, подверженной воздействию окружающей среды. В результате, независимо от того, насколько хорошо спроектирована изоляция и насколько усердно работает персонал предприятия в устранении утечек воздуха, энергия все равно будет теряться на излучение и конвекцию.

Маржа и неизвестные убытки. Из-за большого размера и сложности котла часто бывает нецелесообразно измерять все возможные источники потерь энергии на электростанции. В результате для оценки этих потерь обычно используется значение «маржи» или «неизвестного убытка». Типичные значения варьируются от 0,5% до 2,0%.

Если принять во внимание все эти потери эффективности, типичный котел общего назначения может использовать энергию топлива с эффективностью от 83% до 91%.

Повышение эффективности котла. Ощутимые потери тепла можно уменьшить, установив улучшенные средства контроля горения, позволяющие точно регулировать уровень избыточного воздуха в операторах печи для снижения избыточного уровня кислорода в печи. Предварительный подогрев воздуха для горения отходящим теплом завода также повысит эффективность, и некоторые заводы рассматривают схемы использования солнечных тепловых коллекторов в качестве подогревателей воздуха в светлое время суток.

Поскольку потери скрытого тепла в значительной степени зависят от качества топлива, а современные конструкции котлов не позволяют использовать конденсационные нагреватели воздуха, за исключением перехода на более сухое топливо, практически мало что можно сделать для уменьшения потерь скрытого тепла.

Потери несгоревших продуктов сгорания можно уменьшить за счет улучшения настройки котлов и горелок, при этом некоторые установки могут повысить чистую эффективность более чем на 1% в результате незначительной настройки или капитальных вложений.

Эффективность турбины

Эффективность турбины — это, по сути, эффективность турбины по преобразованию пара из котла в полезную энергию вращения. Упрощенный способ просмотра полезной тепловой мощности турбины (NTHR) состоит в том, чтобы суммировать увеличение энтальпии питательной воды и холодного промежуточного пара на границе котла и разделить это значение на общую выработку электроэнергии.

Определение КПД турбины. Как и в случае всей установки, тепловая мощность турбинного цикла может быть выражена на «валовой» или «чистой» основе. Здесь терминология становится немного сложной, так как валовая и чистая эффективность используют в своих расчетах валовую мощность генератора. Однако, если электростанция имеет электрический питательный насос котла, то чистая тепловая мощность турбины также должна вычитать мощность, потребляемую питательным насосом; в противном случае это энергопотребление может исказить ваше значение NTHR, чтобы оно выглядело чрезмерно эффективным. В результате наше упрощенное уравнение NTHR для одного цикла повторного нагрева выглядит следующим образом:

Где:

NTHR = чистая тепловая скорость турбины, BTU/KWH

H _MSOUT = энтузиазм, выходящий из парового котла, BTU/HR

H _FWIN = EIENTAL -EIENTY № Z -EIENTAL -EIENTY Z -EIENTALY ZTALPY ZTALPY = EIENTALPIN = EIENTAL. питательной воды, поступающей в кожух котла, БТЕ/ч

H _HRH = энтальпия горячего промежуточного пара, выходящего из кожуха котла, БТЕ/ч БТЕ/час

Мощность _BFP = потребляемая мощность питательного насоса котла, кВт

Повышение эффективности турбинного цикла. В идеальных условиях система ультрасверхкритического турбинного цикла может преобразовывать пар в энергию вращения с КПД 54 % или выше, сверхкритические циклы турбины могут достигать КПД 50 %, а докритические циклы турбины могут достигать КПД 46 %. Однако система турбинного цикла вашей электростанции, по крайней мере, так же сложна, как и ваша котельная система, и существует множество мест, где эффективность может быть потеряна.

Негерметичность наконечника ковша и уплотнения может составлять 40% общей потери эффективности турбины. Шероховатость, эрозия и ремонт сопла могут составлять 35% потери эффективности, отложения на турбине — 15%, а эрозия и шероховатость ковша — 10%. Проблемы в этих областях могут привести к значительному снижению эффективности: известно, что отложения в турбине вызывают потерю эффективности почти на 5%, а утечки из корпуса турбины снижают эффективность на 3%.

Очень важно знать, что турбина является частью гораздо более крупной пароводяной системы, включающей конденсаторы, градирни, нагреватели питательной воды, деаэраторы, насосы и трубопроводы, каждая из которых имеет свои собственные потери эффективности. Например, увеличение противодавления конденсатора из-за грязных трубок размером 0,4 дюйма ртутного столба может снизить КПД цикла турбины на 0,5%. Одна разделительная перегородка в подогревателе питательной воды может снизить эффективность цикла турбины на 0,4%. Утечки в линиях отвода и заклинившие дренажные клапаны могут снизить эффективность нагревателя питательной воды, что приведет к чистому циклу потерь более 0,5%.

Улучшения турбинных лопаток доступны для большинства паровых турбин, при этом возможно улучшение до 2% при полной замене турбины низкого давления. Даже возобновляемая энергия может помочь в повышении теплоотдачи, поскольку некоторые производители изучили перспективу нагрева питательной воды с помощью солнечной энергии для повышения эффективности своего турбинного цикла, а некоторые конструкции могут достичь повышения пиковой эффективности более чем на 5%. Конечно, со всеми обновлениями вы должны изучить экономику (см. врезку).

Электрическая эффективность

Для системы генератора мы не так озабочены эффективностью преобразования энергии вращения в электрическую энергию, поскольку современные генераторы имеют тенденцию преобразовывать два типа энергии с 9КПД 8% и выше. Однако значительная часть неэффективности, наблюдаемой в этом блоке, связана с обслуживанием станции или потреблением вспомогательной энергии самой электростанцией.

Поскольку на электростанции требуется большинство крупных энергоемких систем, мало что можно получить, устраняя или отключая основные системы оборудования. Даже отказ от дополнительного потребления электроэнергии может иметь непредвиденные последствия. Однажды в паляще жаркий июнь я работал на электростанции в ее инженерном бюро, когда молодому человеку из корпоративного офиса пришла в голову умная идея выключить свет в офисе, включить кондиционер до 85F и отключить кофеварки, воду. фонтаны и автоматы с газировкой. Причина заключалась в том, что цены на электроэнергию превышали 1000 долларов за МВтч, поэтому он хотел иметь возможность продавать каждый возможный ватт. Чего джентльмен не учел, так это потенциальных последствий размещения группы инженеров в темном жарком офисе без холодных напитков и кофе. Это было некрасивое зрелище.

Поскольку более 80 % электроэнергии на электростанции потребляется электродвигателями, именно они должны быть в центре внимания при повышении эффективности использования электроэнергии. Только основные вентиляторы электростанции (приточный воздух, принудительная тяга и вытяжная тяга) могут потреблять от 2% до 3% валовой мощности станции. Одним из вариантов снижения энергопотребления вентилятора является использование частотно-регулируемых приводов переменного тока, особенно если установка работает при более низких нагрузках в течение продолжительных периодов времени. Переключение всех основных вентиляторов предприятия с обычных на частотно-регулируемые приводы может улучшить показатель NPHR более чем на 0,5 %.

Утечки воздуха и газа могут составлять до 25 % потребляемой вентиляторами мощности, поэтому уменьшение утечек в воздухонагревателях и воздуховодах может привести к значительной экономии энергии вентиляторов. Уменьшение избыточного воздуха в вашем котле также уменьшит потребность вентилятора. Программы оптимизации электростатических фильтров могут как повысить электрическую эффективность, так и улучшить улавливание твердых частиц.

Креативное улучшение теплоотдачи

Другие возможности, которые могут не влиять на теплоотдачу, на самом деле могут привести к значительному повышению эффективности.

Например, на одной из электростанций мне рассказали об улучшенной конструкции бункера регенерата на угольном складе, который сократил время заполнения угольных бункеров на 2 часа в день. Приблизительный анализ затрат и выгод показал, что новая конструкция бункера для предотвращения налипания влажного угля позволила сэкономить 1700 долларов США в год за пятилетний период из-за сокращения времени работы системы транспортировки угля. Хотя это звучит как мелкая картошка, метафорически говоря, это также значительно уменьшило усилия оператора угольного склада в процессе регенерации, что привело к улучшению человеческого фактора.

Сотрудники другой электростанции определили с помощью анализа влияния качества топлива, что единственным препятствием, мешающим им перейти на уголь с более высокой теплотворностью и меньшей влажностью, была модернизация сажеобдува. Чистая стоимость модернизации составила 1,3 миллиона долларов США, модернизация привела к чистому повышению теплотворной способности более чем на 2% за счет возможности использования более эффективных, но более шлакообразующих углей, а также одновременного преимущества в виде предотвращения катастрофических выпадений шлака из-за недостаточного покрытие обдува. Срок окупаемости этих инвестиций был определен в пределах от 18 до 24 месяцев (Рисунок 2).

Заключительные мысли

Я никогда не был на электростанции, где нельзя было бы добиться значительных улучшений энергоэффективности. По моему многолетнему опыту, инженеры и операторы электростанций — это умные, целеустремленные люди, которые гордятся своей работой и своим предприятием и понимают, что необходимо сделать для повышения эффективности предприятия. Столетие относительно дешевого угля и сосредоточение внимания на контроле за выбросами на предприятиях, к сожалению, отвлекло внимание от поддержания и повышения теплопроизводительности предприятия.

Хотя некоторые представители отрасли считают предложенные EPA стандарты выбросов углерода невыполнимой задачей, многие инженеры и операторы предприятий, с которыми я разговаривал, были оптимистичны в отношении того, что им может быть предоставлено финансирование и инструменты, чтобы начать выигрывать эти награды в области теплопроизводительности. опять таки. ■

— Уна Ноулинг, PE ([email protected]) — адъюнкт-профессор машиностроения в Университете Миссури-Канзас-Сити, руководитель отдела технологий топлива в Black & Veatch и пишущий редактор POWER. .

Эффективность производства традиционной тепловой электроэнергии — Европейское агентство по окружающей среде

Определение показателя

Выработка традиционных тепловых электростанций состоит из валового производства электроэнергии, а также из любого тепла, проданного третьим сторонам (когенерационные электростанции) традиционными тепловыми электростанциями коммунальные электростанции, а также собственные тепловые электростанции. Энергоэффективность традиционного производства тепловой электроэнергии (к которому относятся как государственные электростанции, так и автопроизводители) определяется как отношение производства электроэнергии и тепла к подводимой энергии в качестве топлива. Топливо включает твердое топливо (т.е. уголь, бурый уголь и их эквиваленты, нефть и другие жидкие углеводороды, газ, возобновляемые источники энергии (промышленные и муниципальные отходы, древесные отходы, биогаз и геотермальная энергия) и другие невозобновляемые отходы9.0005

Единицы

Единицы: Расход топлива, а также электрическая и тепловая мощность измеряются в тысячах тонн нефтяного эквивалента (тыс.

Политический контекст и цели

Описание контекста

Экологический контекст

Показатель показывает эффективность производства электроэнергии и тепла на обычных тепловых электростанциях. Различают государственные (т.е. производители основного вида деятельности), тепловые станции и автопроизводители. Общественные тепловые электростанции в основном производят электроэнергию (и тепло) для общественного пользования. Автопроизводители производят электроэнергию (и тепло) для личного использования, например, в промышленных процессах.

Эффективность производства электроэнергии и тепла является важным фактором, поскольку потери при преобразовании составляют значительную часть потребления первичной энергии (см. ENER 11). Таким образом, более высокая эффективность производства приводит к существенному сокращению потребления первичной энергии и, следовательно, снижению нагрузки на окружающую среду из-за отказа от производства энергии. Однако общее воздействие на окружающую среду следует рассматривать в контексте типа топлива (см. ENER 27) и степени использования технологий снижения выбросов (см. ENER 06).

Соответствие природоохранному законодательству (например, Директиве 2001/80/EC о крупных установках для сжигания, пакету CARE и т. д.) требует применения ряда технологий снижения выбросов (например, для сокращения выбросов SO ₂ требуется модернизация установки дымоходом — технология десульфурации газа, улавливание и хранение углерода для улавливания выбросов CO ₂ и т.д.) увеличивает энергопотребление завода, тем самым снижая его эффективность. Вот почему важно продвигать высокоэффективные генерирующие установки, такие как IGCC (комбинированный цикл комплексной газификации), которые могут работать с более высокой эффективностью.

Политический контекст

Совет принял 6 апреля 2009 года пакет законодательных актов по климату и энергии, содержащий меры по борьбе с изменением климата и развитию возобновляемых источников энергии. Этот пакет разработан для достижения общей экологической цели ЕС по сокращению выбросов парниковых газов на 20 % и увеличению доли возобновляемых источников энергии в общем потреблении энергии в ЕС к 2020 году. Пакет мер по борьбе с изменением климата и возобновляемых источников энергии (CARE) включает следующие основные программные документы:

• Директива 2009/29/ЕС Европейского парламента и Совета, вносящая поправки в директиву 2003/87/ЕС с целью улучшения и расширения схемы торговли квотами на выбросы парниковых газов в сообществе
• Директива 2009/31/EC Европейского парламента и Совета о геологическом хранении двуокиси углерода
• Директива 2009/28/EC Европейского парламента и Совета о содействии использованию энергии из возобновляемых источников
• Руководство сообщества по государственной помощи для защиты окружающей среды (2008/c 82/01)
• Директива 2008/101/ЕС Европейского парламента и Совета, вносящая поправки в директиву 2003/87/ЕС с целью включения авиационной деятельности в схему торговли квотами на выбросы парниковых газов внутри сообщества
• Регламент (EC) № 443/2009 Европейского парламента и Совета, устанавливающий нормы выбросов для новых легковых автомобилей в рамках комплексного подхода сообщества к сокращению выбросов CO ₂ выбросов легковых автомобилей

Сообщение Комиссии; COM(2008) 771 финал. Основными целями этого сообщения являются отчет о текущем состоянии комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ или когенерация) и представление возможностей для его развития.

Подробные инструкции по внедрению и применению Приложения II к Директиве 2004/8/ЕС; 2008/952/ЕС. Руководство по расчету электроэнергии от высокоэффективной когенерации.

План действий по энергоэффективности: реализация потенциала (COM(2006) 545). Комиссия разработает минимальные обязательные требования к энергоэффективности для объектов по производству электроэнергии, отопления и охлаждения для объектов, работающих с мощностью менее 20 мегаватт, и, возможно, для и более мощные средства (еще не опубликовано).

Директива об ограничении выбросов некоторых загрязняющих веществ в атмосферу от крупных установок по сжиганию; Директива 2001/80/ЕС. Направлен на контроль выбросов SO _x , NO _x и твердых частиц от крупных (> 50 МВт) установок для сжигания и, следовательно, способствует использованию более эффективных парогазовых установок, а не угольных электростанций.

Цели

Цели не указаны

Связанные документы политики

• 2008/952/ЕС

  Подробные инструкции по внедрению и применению Приложения II к Директиве 2004/8/EC

• 2008/с 82/01

  Руководство сообщества по государственной помощи для защиты окружающей среды (2008/c 82/01)

• 2009/31/ЕС

  Директива 2009/31/EC Европейского парламента и Совета по геологическому хранению двуокиси углерода.

• COM (2006) 545

  План действий по энергоэффективности

• COM (2008) 771

  Европа может сэкономить больше энергии за счет комбинированного производства тепла и электроэнергии

• Директива 2001/80/EC, крупные установки для сжигания

  Директива 2001/80/ЕС Европейского парламента и Совета от 23 октября 2001 г. об ограничении выбросов некоторых загрязняющих веществ в атмосферу от крупных установок по сжиганию

• ДИРЕКТИВА 2004/8/ЕС

  ДИРЕКТИВА 2004/8/ЕС ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА от 11 февраля 2004 г. о содействии когенерации на основе полезного спроса на тепло на внутреннем энергетическом рынке и вносящая поправки в Директиву 92/42/ЕЕС

• ДИРЕКТИВА 2008/101/ЕС

  ДИРЕКТИВА 2008/101/ЕС ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА 19-тиНоябрь 2008 г. Внесение поправок в Директиву 2003/87/EC с целью включения авиационной деятельности в схему торговли квотами на выбросы парниковых газов в Сообществе.

• ДИРЕКТИВА 2009/28/ЕС

  ДИРЕКТИВА 2009/28/ЕС ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА от 23 апреля 2009 г. о содействии использованию энергии из возобновляемых источников и изменении и последующей отмене Директив 2001/77/ЕС и 2003/30/ЕС

• Директива 2009/29/ЕС

  Директива 2009/29/EC Европейского парламента и Совета, вносящая поправки в директиву 2003/87/EC с целью улучшения и расширения схемы торговли квотами на выбросы парниковых газов в сообществе.

• Ecofys (2007): Международное сравнение эффективности использования ископаемой энергии,

  Поскольку энергетические и климатические рынки и технологии постоянно меняются, глубокие знания являются ключом к принятию любых решений. Ecofys поддерживает как органы власти, так и корпоративные организации в решении проблем энергетики и климата 21 века. Стратегические исследования, отчеты или оценки рынка, которые мы проводим, предоставляют ценную и достоверную информацию о последних событиях и ожидаемых тенденциях.
  Экофис, август 2007 г.

• МЭА (2005 г.) — Сокращение выбросов парниковых газов. Потенциал угля, Международное энергетическое агентство.

  Управление политики и технологий в области устойчивой энергетики (SPT) отвечает за политику в области устойчивой энергетики (со стороны спроса) и политику в области энергетических технологий. Директор является Главным координатором технологий МЭА, ответственным за обеспечение связи между Комитетом по исследованиям и технологиям в области энергетики (CERT), Исполнительными соглашениями МЭА и Секретариатом по технологическим вопросам.

• ОЭСР (2005 г.) – Международное сотрудничество в области энергетических технологий и смягчение последствий изменения климата

  Практический пример 4: Чистые угольные технологии

• РЕГЛАМЕНТ (ЕС) № 443/2009 ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА 443/2009

  Регламент (EC) № 443/2009 Европейского парламента и Совета, устанавливающий стандарты эффективности выбросов для новых легковых автомобилей в рамках комплексного подхода сообщества к сокращению выбросов CO2 от легковых автомобилей. 9(1/количество лет) — 1]*100

  Эффективность производства электроэнергии и тепла = (выработка электроэнергии + выработка тепла)/потребление топлива
  Кодировка (используемая в базе данных Eurostat New Cronos) и конкретные компоненты показателя :

  Числитель:

  •  Отпуск электроэнергии от традиционных тепловых электростанций 101101 (6000 электроэнергии) + Отпуск тепла от традиционных тепловых электростанций 101101 (5200 выработанное тепло)

  • Отпуск электроэнергии от ТЭС общего пользования 101121 (6000 эл. энергии) + Отпуск тепловой энергии от ТЭЦ 101121 (5200 выработанного тепла)

  • Отпуск электроэнергии от собственной ТЭЦ 101122 (6000 эл. энергии) + Отпуск тепловой энергии от собственной ТЭЦ 101122 (5200 отработанной теплоты)

  Знаменатель:

  • Ввод в обычные тепловые электростанции 101001 (0000 все товары)

  • Ввод в коммунальные ТЭЦ 101021 (0000 все товары)

  • Ввод в тепловые электростанции собственного производства 101022 (0000 вся продукция)

  Данные собираются ежегодно.

  Метаданные Евростата по статистике энергетики http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/statistics/metadata

  Географический охват:
  На момент написания этот информационный бюллетень. Это 27 государств-членов Европейского Союза, а также Турция, Исландия, Норвегия, Лихтенштейн и Швейцария.
  Итого: Норвегия показывает КПД выше 100% для производства тепла из-за широкого использования электрических котлов для производства тепла. В статистике Евростата тепло включается в выпуск, а потребление электроэнергии — нет. Для электростанций потребление электроэнергии относится к энергетическому сектору, в то время как часть может фактически использоваться в качестве ввода для производства тепла. По этим причинам Норвегия была исключена из расчетов.

  Общественность: Норвегия исключена, поскольку данные считались ненадежными, что дает эффективность ≥ 100%. Автопроизводители: Болгария, Греция, Литва и Словения исключены, поскольку они считались ненадежными, что дает эффективность ≥ 100%. Отсутствуют данные автопроизводителей по Кипру, Исландии и Мальте

  Временной охват: 1990-2009 гг.

  Методика заполнения пробелов

  Методология заполнения пробелов не указана. Вероятно, эта информация добавлена ​​вместе с расчетом индикатора.

  Ссылки на методологию

  Ссылки на методологию отсутствуют.

  Неопределенности

  Неопределенность методологии

  Эффективность производства электроэнергии рассчитывается как отношение выработки электроэнергии к общему количеству потребляемого топлива. Однако затраты на обычные тепловые электростанции не могут быть разделены на отдельные затраты на производство тепла и затраты на производство электроэнергии. Таким образом, КПД производства электроэнергии и тепла равен отношению производства электроэнергии и тепла к потребляемому топливу, что предполагает наличие КПД производства тепла.
  Кроме того, данные об электроэнергии (в отличие от данных об общем потреблении энергии) за 1990 год относятся только к западной части Германии, поэтому в ряду данных за 1990–1992 годы имеется разрыв.
  Существуют также небольшие различия в расчете эффективности между историческими и прогнозируемыми данными. В отличие от данных Евростата, в прогнозах учитывается нереализованный пар, т.е. пар, вырабатываемый либо в котлах, либо на ТЭЦ, и используемый на месте промышленными потребителями. Таким образом, при расчете прогнозируемой эффективности учитывается как нерыночный пар, вырабатываемый на ТЭЦ, так и соответствующий расход топлива, тогда как расчет исторической эффективности исключает оба этих компонента.

  Кпд тепловой электростанции: Эффективные технологии для тепловой энергетики