Недостатки и достоинства тэц: Преимущества и недостатки тепловых электростанций / Тепловые электростанции (ТЭС) / Статьи

1.3. Преимущества и недостатки электростанций, факторы размещения

Преимущества
и недостатки ТЭС
Преимущества:
1.
Используемое топливо достаточно дешево.
2. Требуют меньших капиталовложений.
3.
Могут быть построены в любом месте
независимо от наличия топлива.
4.
Занимают меньшую площадь по сравнению
с гидроэлектростанциями.
5. Стоимость
выработки электроэнергии меньше, чем
у дизельных электростанций.

Недостатки:
1.
Загрязняют атмосферу.
2. Более высокие
эксплуатационные расходы по сравнению
с гидроэлектростанциями.

Преимущества
и недостатки ГЭС
Преимущества:
—
использование возобновляемой энергии;
—
очень дешевая электроэнергия;
—
работа не сопровождается вредными
выбросами в атмосферу;
—
быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на
режим выдачи рабочей мощности после
включения станции.

Недостатки:
—
затопление пахотных земель;
—
строительство ведется там, где есть
большие запасы энергии воды;
—
на горных реках опасны из-за высокой
сейсмичности районов.

Преимущества
и недостатки АЭС
Преимущества:
—
Отсутствие
вредных выбросов;
—
Выбросы радиоактивных веществ в несколько
раз меньше угольной электростанции
аналогичной мощности;
—
Небольшой объём используемого топлива,
возможность после его переработки
использовать многократно;
—
Высокая
мощность: 1000—1600 МВт на энергоблок;
—
Низкая себестоимость энергии, особенно
тепловой.

Недостатки:

—
Облучённое топливо опасно, требует
сложных и дорогих мер по переработке и
хранению;
—
Нежелателен
режим работы с переменной мощностью
для реакторов, работающих на тепловых
нейтронах;
—
При низкой вероятности инцидентов,
последствия их крайне тяжелы;
— Большие
капитальные вложения.

Преимуществами
ПЭС является
экологичность и низкая себестоимость
производства энергии. Недостатками —
высокая стоимость строительства и
изменяющаяся в течение суток мощность,
из-за чего ПЭС может работать только в
составе энергосистемы, располагающей
достаточной мощностью электростанций
других типов.

Достоинствами
геотермальной энергии
можно считать практическую неисчерпаемость
ресурсов, независимость от внешних
условий, времени суток и года, возможность
комплексного использования термальных
вод для нужд теплоэлектроэнергетики и
медицины. Недостатками
ее
являются высокая минерализация термальных
вод большинства месторождений и наличие
токсичных соединений и металлов, что
исключает в большинстве случаев сброс
термальных вод в природные водоемы.

Ветряные
электростанции (ВЭС)

Достоинства
ВЭС:
—
не загрязняют окружающую среду вредными
выбросами;
—
ветровая энергия, при определенных
условиях может конкурировать с
невозобновляемыми энергоисточниками;
— источник
энергии ветра — природа — неисчерпаема.

Недостатки:
—
ветер от природы нестабилен;
—
ветряные электростанции создают вредные
шумы в различных звуковых спектрах;
—
ветряные электростанции создают помехи
телевидению и различным системам
связи;
—
ветряные электростанции причиняют вред
птицам, если размещаются на путях
миграции и гнездования.

Принципы
и факторы размещения электроэнергетики.

Принципы
размещения производства представляют
собой исходные научные положения,
которыми руководствуется государство
в своей экономической политике.

Основные
принципы развития электроэнергетики.
1.
Концентрация производства электроэнергии
путем строительства
крупных
районных электростанций, использующих
дешевое топливо и гидроресурсы.

2.
Комбинирование производства
электроэнергии и теплоты (теплофикация
городов и индустриальных центров).

3.
Широкое освоение гидроресурсов с учетом
комплексного решения задач
электроэнергетики, транспорта,
водоснабжения.

4.
Развитие атомной энергетики (особенно
в районах с напряженным топливно-энергетическим
балансом).

5.
Создание энергосистем, формирование
высоковольтных сетей.

Электроэнергетика
характеризуется быстрыми темпами роста
и высоким уровнем централизации
(районные электростанции производят
свыше 90% электроэнергии в стране). На
размещение производительных сил влияют
энергоэкономические условия: обеспеченность
района энергетическими ресурсами,
величина запасов, качество и экономические
показатели. Факторами размещения принято
считать совокупность условий для
наиболее рационального выбора места
размещения хозяйственного объекта,
группы объектов, отрасли или конкретной
территориальной организации структуры
хозяйства республики, экономического
района, ТПК. Непосредственное воздействие
на размещение промышленности оказывает
сравнительно небольшое число факторов:
сырьевой, топливно-энергетический,
водный, рабочей силы, потребительский
и транспортный.

Преимущества и недостатки ТЭС

Энергетика Преимущества и недостатки ТЭС

просмотров — 723

Типы тепловых электростанций. Классификация.

Тепловой электрической станцией принято называть комплекс оборудования и устройств, преобразующих энергию топлива в электрическую и (в общем случае) тепловую энергию.

Тепловые электростанции характеризуются большим разнообразием и их можно классифицировать по различным признакам,

1. По назначению и виду отпускаемой энергии электростанции разделяются на районные и промышленные.

Районные электростанции — это самостоятельные электростанции общего пользования, которые обслуживают всœе виды потребителœей района (промышленные предприятия, транспорт, населœение и т.д.). Районные конденсационные электростанции, вырабатывающие в основном электроэнергию, часто сохраняют за собой историческое название — {государственные районные электростанции}. Районные электростанции, вырабатывающие электрическую и тепловую энергию (в виде пара или горячей воды), называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), Как правило, ГРЭС и районные ТЭЦ имеют мощность более 1 млн кВт.

Промышленные электростанции — это электростанции, обслуживающие тепловой и электрической энергией конкретные производственные предприятия или их комплекс, к примеру завод по производству химической продукции. Промышленные электростанции входят в состав тех промышленных предприятий, которые они обслуживают. Их мощность определяется потребностями промышленных предприятий в тепловой и электрической энергии и, как правило, она существенно меньше, чем районных ТЭС. Часто промышленные электростанции работают на общую электрическую сеть, но не подчиняются диспетчеру энергосистемы. Ниже рассматриваются только районные электростанции.

2. По виду используемого топлива тепловые электростанции разделяются на электростанции, работающие на органическом топливе и ядерном горючем.

За конденсационными электростанциями, работающими на органическом топливе, во времена, когда еще не было атомных электростанций (АЭС), исторически сложилось название тепловых (ТЭС — тепловая электрическая станция). Именно в таком смысле ниже будет употребляться данный термин, хотя и ТЭЦ, и АЭС, и газотурбинные электростанции (ГТЭС), и парогазовые электростанции (ПГЭС) также являются тепловыми электростанциями, работающими на принципе преобразования тепловой энергии в электрическую.

В качестве органического топлива для ТЭС используют газообразное, жидкое и твердое топливо. Большинство ТЭС России, особенно в европейской части, в качестве основного топлива потребляют природный газ, а в качестве резервного топлива — мазут, используя последний ввиду его дороговизны только в крайних случаях; такие ТЭС называют газомазутными. Во многих регионах, в основном в азиатской части России, основным топливом является энергетический уголь — низкокалорийный уголь или отходы высококалорийного каменного угля (антрацитовый штыб — АШ). Поскольку перед сжиганием такие угли размалываются в специальных мельницах до пылевидного состояния, то такие ТЭС называют пылеугольными.

3. По типу теплосиловых установок, используемых на ТЭС для преобразования тепловой энергии в механическую энергию вращения роторов турбоагрегатов, различают паротурбинные, газотурбинные и парогазовые электростанции.

Основой паротурбинных электростанций являются паротурбинные установки (ПТУ), которые для преобразования тепловой энергии в механическую используют самую сложную, самую мощную и чрезвычайно совершенную энергетическую машину — паровую турбину. ПТУ — основной элемент ТЭС, ТЭЦ и АЭС.

Газотурбинные тепловые электростанции (ГТЭС) оснащаются газотурбинными установками (ГТУ), работающими на газообразном или, в крайнем случае, жидком (дизельном) топливе. Поскольку температура газов за ГТУ достаточно высока, то их можно использовать для отпуска тепловой энергии внешнему потребителю. Такие электростанции называют ГТУ-ТЭЦ. Сегодня в России функционирует одна ГТЭС (ГРЭС-3 им. Классона, ᴦ. Электрогорск Московской обл.) мощностью 600 МВт и одна ГТУ-ТЭЦ (в ᴦ. Электросталь Московской обл.).

Парогазовые тепловые электростанции комплектуются парогазовыми установками (ПГУ), представляющими комбинацию ГТУ и ПТУ, что позволяет обеспечить высокую экономичность. ПГУ-ТЭС могут выполняться конденсационными (ПГУ-КЭС) и с отпуском тепловой энергии (ПГУ-ТЭЦ). В России имеется только одна работающая ПГУ-ТЭЦ (ПГУ-450Т) мощностью 450 МВт. На Невинномысской ГРЭС работает энергоблок (см. лекцию 7) ПГУ-170 мощностью 170 МВт, а на Южной ТЭЦ Санкт-Петербурга — энергоблок ПГУ- 300 мощностью 300 МВт.

4. По технологической схеме паропроводов ТЭС делятся на блочные ТЭС и на ТЭС с поперечными связями.

Блочные ТЭС состоят из отдельных, как правило, однотипных энергетических установок — энергоблоков. В энергоблоке каждый кот подает пар только для своей турбины, из которой он возвращается после конденсации только в свой котел. По блочной схеме строят всœе мощные ГРЭС и ТЭЦ, которые имеют так называемый промежуточный перегрев пара. Работа котлов и турбин на ТЭС с поперечными связями обеспечивается по-другому: всœе котлы ТЭС подают пар в один общий паропровод (коллектор) и от него питаются всœе паровые турбины ТЭС. По такой схеме строятся КЭС без промежуточного перегрева и почти всœе ТЭЦ на докритические начальные параметры пара.

5. По уровню начального давления различают ТЭС до критического давления и сверхкритического давления (СКД).

Критическое давление — это 22,1 МПа (225,6 ат). В российской теплоэнергетике начальные параметры стандартизованы: ТЭС и ТЭЦ строятся на до критическое давление 8,8 и 12,8 МПа (90 и 130 ат), и на СКД — 23,5 МПа (240 ат). ТЭС на сверхкритические параметры по техническим причинам выполняются с промежуточным перегревом и по блочной схеме. Часто ТЭС или ТЭЦ строят в несколько этапов — очередями, параметры которых улучшаются с вводом каждой новой очереди.

4.3. Технологический процесс преобразования химической энергии топлива в электроэнергию на ТЭС

Любая конденсационная паротурбинная электростанция включает в себя четыре обязательных элемента:

— энергетический котел, или просто котел, в который подводится питательная вода под большим давлением, топливо и атмосферный воздух для горения. В топке котла идет процесс горения — химическая энергия топлива превращается в тепловую и лучистую энергию. Питательная вода протекает по трубной системе, расположенной внутри котла. Сгорающее топливо является мощным источником теплоты, которая передается питательной воде. Последняя нагревается до температуры кипения и испаряется. Получаемый пар в этом же котле перегревается сверх температуры кипения. Этот пар с температурой 540 °С и давлением 13— 24 МПа по одному или нескольким трубопроводам подается в паровую турбину;

— турбоагрегат, состоящий из турбины, электрогенератора и возбудителя. Паровая турбина, в которой пар расширяется до очень низкого давления (примерно в 20 раз меньше атмосферного), преобразует потенциальную энергию сжатого и нагретого до высокой температуры пара в кинœетическую энергию вращения ротора турбины. Турбина приводит электрогенератор, преобразующий кинœетическую энергию вращения ротора генератора в электрический ток.

Электрогенератор состоит из статора, в электрических обмотках которого генерируется ток, и ротора, представляющего собой вращающийся электромагнит, питание которого осуществляется от возбудителя;

— конденсатор служит для конденсации пара, поступающего из турбины, и создания глубокого разрежения. Это позволяет очень существенно сократить затрату энергии на последующее сжатие образовавшейся воды и одновременно увеличить работоспособность пара, ᴛ.ᴇ. получить большую мощность от пара, выработанного котлом;

— питательный насос для подачи питательной воды в котел и создания высокого давления перед турбиной.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в ПТУ над рабочим телом совершается непрерывный цикл преобразования химической энергии сжигаемого топлива в электрическую энергию.

Кроме перечисленных элементов, реальная ПТУ дополнительно содержит большое число насосов, теплообменников и других аппаратов, необходимых для повышения ее эффективности.

Рассмотрим технологический процесс производства электроэнергии на ТЭС, работающей на газе (рис. 4.3.1).

Рисунок 4.3.1. Технологическая схема ТЭС, работающей на газе

Основными элементами рассматриваемой электростанции являются котельная установка, производящая пар высоких параметров; турбинная или паротурбинная установка, преобразующая теплоту пара в механическую энергию вращения ротора турбоагрегата͵ и электрические устройства (электрогенератор, трансформатор и т.д.), обеспечивающие выработку электроэнергии.

Основным элементом котельной установки является котел. Газ для работы котла подается от газораспределительной станции, подключенной к магистральному газопроводу (на рисунке не показан), к газораспределительному пункту (ГРП) 1. Здесь его давление снижается до нескольких атмосфер и он подается к горелкам 2, расположенным в поде котла (такие горелки называются подовыми).

Собственно котел представляет собой (вариант) П-образную конструкцию с газоходами прямоугольного сечения. Левая ее часть принято называть топкой. Внутренняя часть топки свободна, и в ней происходит горение топлива, в данном случае газа. Для этого к горелкам специальным дутьевым вентилятором 28 непрерывно подается горячий воздух, нагреваемый в воздухоподогревателœе 25. На рис. 4.3.1. показан так называемый вращающийся воздухоподогреватель, теплоаккумулирующая набивка которого на первой половинœе оборота обогревается уходящими дымовыми газами, а на второй половинœе оборота она нагревает поступающий из атмосферы воздух. Для повышения температуры воздуха используется рециркуляция: часть дымовых газов, уходящих из котла, специальным вентилятором рециркуляции 29 подается к основному воздуху и смешивается с ним. Горячий воздух смешивается с газом и через горелки котла подается в его топку — камеру, в которой происходит горение топлива. При горении образуется факел, представляющий собой мощный источник лучистой энергии. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, при горении топлива его химическая энергия превращается в тепловую и лучистую энергию факела.

Стены топки облицованы экранами 19 — трубами, к которым подается питательная вода из экономайзера 24. На схеме изображен так называемый прямоточный котел, в экранах которого питательная вода, проходя трубную систему котла только 1 раз, нагревается и испаряется, превращаясь в сухой насыщенный пар. Широкое распространение получили барабанные котлы, в экранах которых осуществляется многократная циркуляция питательной воды, а отделœение пара от котловой воды происходит в барабане.

Пространство за топкой котла достаточно густо заполнено трубами, внутри которых движется пар или вода. Снаружи эти трубы омываются горячими дымовыми газами, постепенно остывающими при движении к дымовой трубе 26.

Сухой насыщенный пар поступает в основной пароперегреватель, состоящий из потолочного 20, ширмового 21 и конвективного 22 элементов. В основном пароперегревателœе повышается его температура и, следовательно, потенциальная энергия. Полученный на выходе из конвективного пароперегревателя пар высоких параметров покидает котел и поступает по паропроводу к паровой турбинœе.

Мощная паровая турбина обычно состоит из нескольких как бы отдельных турбин — цилиндров.

К первому цилиндру — цилиндру высокого давления (ЦВД) 17 пар подводится прямо из котла, и в связи с этим он имеет высокие параметры (для турбин СКД — 23,5 МПа, 540 °С, ᴛ.ᴇ. 240 ат/540 °С). На выходе из ЦВД давление пара составляет 3—3,5 МПа (30—35 ат), а температура — 300— 340 °С. В случае если бы пар продолжал расширяться в турбинœе дальше от этих параметров до давления в конденсаторе, то он стал бы настолько влажным, что длительная работа турбины была бы невозможной из-за эрозионного износа его деталей в последнем цилиндре. По этой причине из ЦВД относительно холодный пар возвращается обратно в котел в так называемый промежуточный пароперегреватель 23. В нем пар попадает снова под воздействие горячих газов котла, его температура повышается до исходной (540 °С). Полученный пар направляется в цилиндр среднего давления (ЦСД) 16. После расширения в ЦСД до давления 0,2—0,3 МПа (2—3 ат) пар поступает в один или несколько одинаковых цилиндров низкого давления (ЦНД) 15.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, расширяясь в турбинœе, пар вращает ее ротор, соединœенный с ротором электрического генератора 14, в статорных обмотках которого образуется электрический ток. Трансформатор повышает его напряжение для уменьшения потерь в линиях электропередачи, передает часть выработанной энергии на питание собственных нужд ТЭС, а остальную электроэнергию отпускает в энергосистему.

И котел, и турбина могут работать только при очень высоком качестве питательной воды и пара, допускающем лишь ничтожные примеси других веществ. Вместе с тем, расходы пара огромны (к примеру, в энергоблоке 1200 МВт за 1 с испаряется, проходит через турбину и конденсируется более 1 т воды). По этой причине нормальная работа энергоблока возможна только при создании замкнутого цикла циркуляции рабочего тела высокой чистоты.

Пар, покидающий ЦНД турбины, поступает в конденсатор 12 — теплообменник, по трубкам которого непрерывно протекает охлаждающая вода, подаваемая циркуляционным насосом 9 из реки, водохранилища или специального охладительного устройства (градирни). На рис. 4.3.1 показана так называемая система оборотного водоснабжения с градирней. Градирня — это желœезобетонная пустотелая вытяжная башня (рис. 4.3.2) высотой до 150 м и выходным диаметром 40—70 м, которая создает самотягу для воздуха, поступающего снизу через воздухо — направляющие щиты.

Рисунок 4.3.2. Внешний вид башенной градирни.

Внутри градирни на высоте 10—20 м устанавливают оросительное (разбрызгивающее устройство). Воздух, движущийся вверх, заставляет часть капель (примерно 1,5—2 %) испаряться, за счет чего охлаждается вода, поступающая из конденсатора и нагретая в нем. Охлажденная вода собирается внизу в бассейне, перетекает в аванкамеру 10 (см. рис. 4.3.1), и оттуда циркуляционным насосом 9 она подается в конденсатор 12. Наряду с оборотной, используют прямоточное водоснабжение, при котором охлаждающая вода поступает в конденсатор из реки и сбрасывается в нее ниже по течению. Пар, поступающий из турбины в межтрубное пространство конденсатора, конденсируется и стекает вниз; образующийся конденсат конденсатным насосом 6 подается через группу регенеративных подогревателœей низкого давления (ПНД) 3 в деаэратор 8. В ПНД температура конденсата повышается за счет теплоты конденсации пара, отбираемого из турбины. Это позволяет уменьшить расход топлива в котле и повысить экономичность электростанции. В деаэраторе 8 происходит деаэрация — удаление из конденсата растворенных в нем мощностью 300 МВт и четырех энергоблоков мощностью 500 МВт. Видно, что показатели пылеугольной ТЭС существенно хуже (в нашем случае абсолютный КПД пылеугольной ТЭС на 1,6% ниже газомазутной) вследствие худшей работы котла и больших расходов топлива на собственные нужды, которые перекрыли даже экономию от более глубокого вакуума в конденсаторе.

Рисунок 4.3.3. Тепловая схема паротурбинной установки ТЭС, приведенной на рисунке 4.3.1

Схематическое изображение оборудования и связей между ним, представленное на рис. 4.3.1, достаточно наглядно. Но представление всœех связей даже для схемы, показанной на рис. 4.3.1, вызывает немалые трудности. По этой причине, для изображения оборудования электростанции во всœей его взаимосвязи по пару, конденсату, питательной воде используют тепловые схемы — графическое изображение отдельных элементов и трубопроводов с помощью условных обозначений. Привыкнув к условным обозначениям, легко прочитать даже самую сложную тепловую схему. Пример тепловой схемы рассмотренной ТЭС приведен на рис. 4.3.3. При этом для более легкой идентификации мы сохранили одинаковые номера для одинакового оборудования.

Для оценки перспектив ТЭС, прежде всœего, крайне важно осознать их преимущества и недостатки в сравнении с другими источниками электроэнергии.

К числу преимуществ следует отнести следующие:

1) В отличие от ГЭС, тепловые электростанции можно размещать относительно свободно с учетом используемого топлива. Газомазутные ТЭС бывают построены в любом месте, так как транспорт газа и мазута относительно дешев (по сравнению с углем). Пылеугольные ТЭС желательно размещать вблизи источников добычи угля. К настоящему времени «угольная» теплоэнергетика сложилась и имеет выраженный региональный характер.

2) Удельная стоимость установленной мощности (стоимость 1 кВт установленной мощности) и срок строительства ТЭС значительно меньше, чем АЭС и ГЭС.

3) Производство электроэнергии на ТЭС, в отличие от ГЭС, не зависит от сезона и определяется только доставкой топлива.

4) Площади отчуждения хозяйственных земель для ТЭС существенно меньше, чем для АЭС, и, конечно, не идут ни в какое сравнение с ГЭС, влияние которых на экологию может иметь далеко не региональный характер. Примерами могут служить каскады ГЭС на р. Волге и Днепре.

5) На ТЭС можно сжигать практически любое топливо, в том числе самые низкосортные угли, забалластированные золой, водой, породой.

6) В отличие от АЭС, нет никаких проблем с утилизацией ТЭС по завершении срока службы. Как правило, инфраструктура ТЭС существенно «переживает» основное оборудование (котлы и турбины), установленное на ней, здания, системы водоснабжения и топливоснабжения и т.д., которые составляют основную часть фондов, еще долго служат. Большинство ТЭС, построенных более 80 лет по плану ГОЭЛРО, до сих пор работают, и будут работать дальше после установки на них новых, более совершенных турбин и котлов.

Наряду с этими достоинствами, ТЭС имеет и ряд недостатков.

1) ТЭС — самые экологически «грязные» источники электроэнергии, особенно те, которые работают на высокозольных сернистых топливах. Правда, сказать, что АЭС, не имеющие постоянных выбросов в атмосферу, но создающие постоянную угрозу радиоактивного загрязнения и имеющие проблемы хранения и переработки отработавшего ядерного топлива, а также утилизации самой АЭС после окончания срока службы, или ГЭС, затопляющие огромные площади хозяйственных земель и изменяющие региональный климат, являются экологически более «чистыми» можно лишь со значительной долей условности.

2) Традиционные ТЭС имеют сравнительно низкую экономичность (лучшую, чем у АЭС, но значительно худшую, чем у ПГУ).

3) В отличие от ГЭС, ТЭС с трудом принимают участие в покрытии переменной части суточного графика электрической нагрузки.

4) ТЭС существенно зависят от поставки топлива, часто привозного. Несмотря на всœе эти недостатки, ТЭС являются основными

производителями электроэнергии в большинстве стран мира и останутся таковыми, по крайней мере на ближайшие 50 лет.

Перспективы строительства мощных конденсационных ТЭС тесно связаны с видом используемых органических топлив. Несмотря на большие преимущества жидких топлив (нефти, мазута) как энергоносителœей (высокая калорийность, легкость транспортировки) их использование на ТЭС будет всœе более и более сокращаться не только в связи с ограниченностью запасов, но и в связи с их большой ценностью как сырья для нефтехимической промышленности. Для России немалое значение имеет и экспортная ценность жидких топлив нефти. По этой причине жидкое топливо (мазут) на ТЭС будет использоваться либо как резервное топливо на газомазутных ТЭС, либо как вспомогательное топливо на пылеугольных ТЭС, обеспечивающее устойчивое горение угольной пыли в котле при некоторых режимах.

Использование природного газа на конденсационных паротурбинных ТЭС нерационально: для этого следует использовать парогазовые установки утилизационного типа, основой которых являются высокотемпературные ГТУ.

Преимущества и недостатки систем когенерации

| Выгоды ТЭЦ

В связи с возросшим интересом к экологически безопасным способам обеспечения устойчивого будущего тема производства электроэнергии должна была стать предметом оживленных дискуссий во всем мире. Использование ископаемого топлива для производства электроэнергии не принесет большой пользы нашей планете, и нам нужно было найти альтернативные способы получения энергии, которые не были бы такими вредными. Процесс, подпадающий под эту категорию, — это когенерация или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) — высокоэффективная система, которая одновременно производит электричество и полезное тепло. Итак, каковы плюсы и минусы такой системы?

Ищете когенерацию?

Если вам нужно «комбинированное производство тепла и электроэнергии», Inoplex может помочь. Наши когенераторы используют ведущие в отрасли технологии для выработки тепла и электроэнергии, когда вам это нужно.

Запросить сегодня

Преимущества

Преимущества когенерации многочисленны, однако ниже мы перечислили лишь некоторые из основных плюсов.

Повышенная топливная эффективность

Когенерация известна своим высоким уровнем эффективности, а это означает, что требуется меньше топлива для создания аналогичного уровня электричества и тепла по сравнению с другими системами. Это делает его отличным экологичным вариантом для оптимизации расхода топлива.

Сокращение потерь энергии

Это большой экологический плюс: если отходы используются для питания систем когенерации, это означает, что их меньше попадает на наши свалки.

Снижение затрат на электроэнергию

Чем эффективнее система вырабатывает электроэнергию и тепло, тем ниже будут ваши затраты на электроэнергию – это кажется большим преимуществом когенерации.

Сокращение выбросов парниковых газов

Это важно: меньше парниковых газов означает более счастливую и здоровую окружающую среду для всех!

Меньшая зависимость от сети

Если вы используете систему ТЭЦ, это означает, что вы не полагаетесь на большую электрическую сеть, что означает лучшую энергетическую безопасность, и вы можете работать полностью «вне сети» или удовлетворять более высокие потребности в энергии.

Различные варианты топлива

В когенерации могут использоваться различные виды топлива, в том числе городской газ, природный газ, метан, дизельное топливо, биодизель и пропан, сжиженный нефтяной газ. Это обеспечивает определенный уровень гибкости, а это означает, что вам не требуется постоянно использовать только один вид топлива, и вы не ограничены в случае нехватки какого-либо вида топлива.

Недостатки

Ни одна система не идеальна, поэтому есть несколько минусов, которые необходимо учитывать при рассмотрении когенерации.

Не является собственным источником энергии

Хотя когенерация хороша в том, что она делает, в конечном счете, она просто используется для повышения эффективности других источников энергии, а не является собственным внутренним источником энергии. Это, однако, не снижает его эффективности, это просто означает, что это судно, а не источник энергии.

Подходит не всем

Когенерация применима только к областям, которые нуждаются в отоплении или охлаждении и электричестве, а когда речь идет о более крупных системах, их потребность в отоплении/электричестве должна быть пропорциональна для получения максимальных преимуществ (большие системы постоянно вырабатывают тепло!).

Может быть дорогостоящим

Хотя когенерация может сэкономить вам деньги на счетах за электроэнергию, затраты на установку некоторых систем могут быть довольно высокими. Требуемый капитал может оказаться трудным для предприятий, рассматривающих установки меньшего масштаба, и может оттолкнуть, если не рассматривать полную картину в долгосрочной перспективе.

Не всегда безвредны для окружающей среды

Если системы когенерации используют возобновляемые источники энергии, такие как биогаз, в качестве основного топлива, они являются экологически чистым вариантом производства энергии. Однако, с другой стороны, если система использует дизельное топливо или другое ископаемое топливо в качестве источника топлива, то они не являются экологически чистым выбором. Это противоречит экологическим преимуществам когенерации и перевешивает некоторые преимущества.

The Verdict

Когенерация, как и все остальное, имеет как положительные, так и отрицательные стороны, которые следует учитывать при принятии решения о том, подходит ли она вам и вашим обстоятельствам. Говоря об этом, преимущества, которые предлагает когенерация, чрезвычайно выгодны во многих отношениях, в том числе как в финансовом отношении, так и для окружающей среды. Хотя первоначальные затраты на установку системы когенерации могут быть выше, чем хотелось бы большинству, среднесрочная и долгосрочная экономия, которую система может предложить, более чем компенсирует ее. И давайте не будем забывать о невероятных преимуществах для окружающей среды, в том числе о меньшем количестве отходов и снижении выбросов парниковых газов, что является путем к устойчивому будущему.

Если вы хотите получить дополнительную информацию о когенерации и о том, как это может быть экономичным и экологически безопасным вариантом для вашего офиса, свяжитесь с нами по телефону 1300 113 782 или заполните онлайн-форму запроса . Мы знаем о важности стабильного и чистого электричества и тепла, которые могут помочь обеспечить наилучшую систему для ваших обстоятельств.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии: плюсы и минусы

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), или когенерация, на самом деле не является источником энергии, а скорее мультипликатором энергии, выжимая больше полезной энергии из каждой единицы топлива практически везде это применяется.

Согласно EPA, ТЭЦ – это не отдельная технология, а интегрированная энергетическая система, обеспечивающая электроэнергией и теплом, обычно в виде горячей воды или пара. Тепло является неизбежным побочным продуктом любой энергии, вырабатываемой газовыми или паровыми турбинами, включая все газовые, угольные, нефтяные или атомные электростанции, используемые сегодня. В этих турбинах горячий газ или пар под давлением расширяются через турбину, которая вращает лопасти, которые в конечном итоге приводят в действие генератор. Горячий газ необходимо охладить сразу же после выхода из турбины, чтобы система работала. Традиционно это делалось с помощью конденсатора или градирни, но использование тепла для поддержания комфорта в здании или управления производственным процессом с помощью пара или горячей воды также будет выполнять эту работу с небольшой потерей эффективности. Однако для того, чтобы система отопления могла заменить традиционные системы охлаждения, потребность в тепле должна быть постоянной. Типичная система ТЭЦ будет рекуперировать более 80 процентов тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую.

Обычная электростанция, работающая на ископаемом топливе, достигает теплового КПД примерно 33 процента.

При интеграции в систему ТЭЦ одна и та же электростанция может достигать эффективности от 60 до 80 процентов. Подсчитано, что системы ТЭЦ могут сократить выбросы углерода до 30 процентов.

Без ТЭЦ топливо используется для производства электроэнергии, а затем дополнительное топливо используется для производства тепла, что во многих случаях является упущенной возможностью.

Системы когенерации обычно устанавливаются на месте для крупных объектов, таких как фабрики, учреждения, коммерческие здания, многоквартирные жилые дома и системы централизованного энергоснабжения. Это особенно привлекательно для объектов с высокой потребностью в отоплении. Эти объекты имеют собственный источник электроэнергии, а также источник нагретой воды или пара. ТЭЦ должна быть расположена близко к тому месту, где будет использоваться тепло, чтобы она не остывает. Следовательно, это изначально распределенный источник энергии. ТЭЦ считается рентабельной в районах, где стоимость электроэнергии составляет семь центов за кВтч или выше.

ТЭЦ, как правило, основаны на технологии ископаемого топлива , хотя некоторые компании в настоящее время продают продукты солнечной когенерации: Naked Energy в Великобритании и Cogenra в США.

Количество зданий с потенциалом ТЭЦ в этой стране оценивается более чем в миллионе с потреблением энергии около 80 000 МВт. Сокращение этого показателя на 30% будет эквивалентно закрытию двенадцати угольных электростанций мощностью 1000 МВт.

Системы могут быть установлены любым из ряда подрядчиков, многие из которых являются членами партнерства EPA по ТЭЦ.

Плюсы

• Повышенная эффективность. Системы ТЭЦ действуют как умножители энергии, которые:

  • экономит энергию
  • экономит деньги
  • снижает выбросы углерода до 30 %
• Повышенная надежность. Система не зависит от сети и, следовательно, невосприимчива к отключениям электроэнергии на уровне сети.
• Технология доступна и используется уже сегодня.

Минусы

• Не настоящий источник энергии, только средство расширения энергии
• Может в конечном итоге упредить более устойчивые варианты
• Подходит только там, где есть потребность в электричестве и горячей воде
• Спрос на отопление и электроэнергию должен оставаться достаточно постоянным
• Капиталоемкий
• Недолговечность при использовании технологии ископаемого топлива
• Запрос на отопление должен быть постоянным
• Заявления об эффективности иногда завышаются, поскольку тепловая энергия и электричество не эквивалентны

При использовании источника ископаемого топлива ТЭЦ не может считаться в конечном счете устойчивым решением в долгосрочной перспективе. Тем не менее, это может помочь снизить уровень выбросов углерода за счет существенной экономии энергии в ситуациях, когда более устойчивые варианты недоступны или недоступны. С другой стороны, при использовании с возобновляемыми источниками энергии, такими как недавно объявленная солнечная когенерация или некоторые виды применения биомассы, ТЭЦ может повысить эффективность устойчивых энергетических систем.

***

А как насчет других источников энергии?

• Плюсы и минусы ветроэнергетики
• Плюсы и минусы Fusion Power
• Плюсы и минусы нефти битуминозных песков
• Плюсы и минусы солнечного отопления и охлаждения
• Плюсы и минусы концентрации солнечной энергии
• Плюсы и минусы солнечных фотоэлектрических систем
• Плюсы и минусы природного газа
• Плюсы и минусы энергии на топливных элементах
• Плюсы и минусы энергии биомассы
• Плюсы и минусы комбинированного производства тепла и электроэнергии
• Плюсы и минусы чистого угля
• Плюсы и минусы биотоплива на основе водорослей
• Плюсы и минусы Liquid Fluide Thorium Power
• Плюсы и минусы приливной силы
• Плюсы и минусы ядерной энергии

Изображение предоставлено Агентством по охране окружающей среды США ( с разрешения )]

Р.