Jūnija sākumā Tulas apgabala Čerepetskas valsts rajona elektrostacijā tika nodots ekspluatācijā devītais pulverogļu bloks ar uzstādīto jaudu 225 MW. Jaunu ogļu jaudu parādīšanās drīzāk ir noteikuma izņēmums. Kāpēc Krievijā ogļu ražošana tiek aizstāta ar gāzi un kodolenerģiju, savukārt “zaļajā” Eiropā tā gūst popularitāti, noskaidroja Peretok.ru.

Avots: sdelanounas.ru

Ar oglēm darbināmām elektrostacijām vienmēr ir bijusi nozīmīga loma Krievijas enerģētikas sistēmā. Bet pēdējos gados tie ir kļuvuši ievērojami zemāki par gāzes un kodola analogiem. Saskaņā ar Krievijas Zinātņu akadēmijas Enerģētikas pētniecības institūta (INEI) datiem ogļu ražošanas īpatsvars Krievijā samazinājās no 27% 2000. gadu sākumā līdz 24% 2013. gada beigās (valsts Eiropas daļā - no plkst. 19% līdz 16%). Arī energosistēmā ieviestā jaunā siltumietilpība galvenokārt izmanto gāzi. Taču tiek būvēti arī ogļu energobloki - piemēram, tajās pašās Čerepetskajas, Berezovskas GRES, Krasnojarskas TEC-3, Blagoveščenskas TEC un citās stacijās, taču to ir daudz mazāk nekā gāzes.

Tajā pašā laikā spēkstacijas, kurās izmanto ogles, kā arī avotus, kas nav kurināmais, sniedz būtisku ieguldījumu kurināmā bilances dažādošanā, atzīmēja Fjodors Veselovs, Institūta Elektroenerģijas nozares attīstības un reformas nodaļas vadītājs. Krievijas Zinātņu akadēmijas ekonomika un enerģētika, runājot pie apaļā galda “Gāzes un ogļu ražošana Krievijā: realitāte un perspektīvas”. Mūsdienās aptuveni 110 Krievijas termoelektrostacijas un valsts rajonu elektrostacijas ražo ogles.

Konkurences izaicinājumi

Ogļu stacijas ir svarīgas ne tikai valsts kurināmā bilances dažādošanai, bet arī ogļu ieguves uzņēmumu darbībai. Piemēram, Gazprom Energoholding Novočerkasskas štata rajona spēkstacija ir lielākais ogļu patērētājs Rostovas apgabalā. Saskaņā ar ERI RAS datiem spēkstacijas joprojām ir nozīmīgākās Doņeckas un Kanskas-Ačinskas ogļu, kā arī Austrumsibīrijas atradņu patērētājas.

Tomēr ogļu spēkstaciju stāvoklis šodien atstāj daudz ko vēlēties. Piemēram: sešas ogļu stacijas ar kopējo jaudu 2,3 ​​GW neizturēja konkursa elektroenerģijas atlasi 2015. gadam uz vispārīgiem noteikumiem. Viņus “izglāba” viņu piespiedu statuss. Taču problēma ir acīmredzama: spēkstacijām, kurās izmanto ogles, ir grūti konkurēt ar efektīvāku gāzes ražošanu.

“Ogļu ražošanas galvenā problēma vietējā tirgū ir augstā konkurence no gāzes jaudām. Tas jo īpaši skaidrojams ar atšķirīgām cenu noteikšanas metodēm ogļu un gāzes tirgos: ogļu cenas vietējā tirgū tiek veidotas, ņemot vērā tendences pasaules tirgos, gāzes cenas Krievijā regulē valsts,” norāda SIA vadītājs. Rūpniecības ekonomikas departaments pastāstīja Krievijas Federācijas valdības Analītiskā centra Degvielas un enerģijas kompleksam Peretok.ru Viktorija Gimadi.

Turklāt ogļu staciju celtniecība un ekspluatācija ir dārgāka nekā degvielas uzpildes stacijas. Tādējādi valdības dekrēts par elektroenerģijas piegādes līgumu (CSA) parametriem noteica kapitāla izmaksu līmeni 1 kW ogļu jaudas būvniecībai 49–53 tūkstošu rubļu apmērā, bet gāzei – 29–42 tūkstošu rubļu apjomā. Arī ogļu staciju ekspluatācijas izmaksas ir augstākas (CSA rezolūcijā - aptuveni par 53%).

Vēl viena problēma ir vide. Gāzes spēka agregāti ir “tīrāki” izmešu ziņā, un tiem nav nepieciešamas īpašas pelnu izgāztuves vietas. Pēc ekspertu domām, šodien Krievijas stacijās ir uzkrāts vairāk nekā 1 miljards tonnu pelnu un izdedžu materiālu, un to apstrāde (piemēram, būvniecības vajadzībām) vēl nav pilnībā attīstīta.

Ir vairākas problēmas, kas ir vienādas gan ogļu, gan cita veida ražošanai. Jo īpaši aktuāls joprojām ir jautājums par patērētāju nemaksāšanu un naudas līdzekļu trūkumu segšanai nepieciešamo kredītresursu nepieejamību. “Tajā pašā laikā ogļu ražošanas īpatnība ir tā, ka vairumā gadījumu tā darbojas kombinētās ražošanas režīmā, kas, no vienas puses, būtiski paaugstina tās efektivitāti un ir tā priekšrocība. Savukārt siltumenerģijas tirgus grūtības pilnībā tiek pārnestas uz elektroenerģijas ražošanu. Joprojām saglabājas šķērssubsidēšana starp siltumenerģijas un elektroenerģijas tirgiem. Zemie tarifi termoelektrostacijām par siltumenerģiju noved pie ogļu staciju ekonomiskās efektivitātes samazināšanās,” portālam Peretok.ru stāstīja Sibīrijas ražošanas uzņēmumā, kas Krievijas vietējā tirgū patērē aptuveni 16% termālo ogļu.

Stabilu tirgus regulēšanas noteikumu trūkums mulsina arī enerģētikas darbiniekus - nemitīgās noteikumu izmaiņas ārkārtīgi apgrūtina ilgtermiņa investīciju plānošanu. Cieš investīcijas pamatlīdzekļu remontā un atjaunošanā, kas ir viens no iemesliem avārijām elektrostacijās.

Nozares dalībnieki nelūdz tiešu finansiālu atbalstu, vēlas tikai stabilus spēles noteikumus. “Šodien, pirmkārt, ir nepieciešami institucionāli pasākumi. Mēs neprasām tiešu finansiālu atbalstu. Ja tirgus darbojas pareizi, tad pati ogļu ražošana ir pietiekami efektīva, lai pati nopelnītu. Regulējot nozari, ir jāņem vērā visi faktori, tai skaitā iekārtu normāla tehniskā stāvokļa uzturēšana, nevis jātiecas tikai uz maksimālu cenu ierobežošanu,” norāda Siberian Generating Company.

Eksperti uzskata, ka pagaidām nav priekšnoteikumu intensīvai ogļu ražošanas attīstībai Krievijā. “Nav jārēķinās ar būtisku ogļu termoelektrostaciju īpatsvara pieaugumu valsts kurināmā bilancē, to loma arī turpmāk nemainīsies (kurināmā patēriņā termoelektrostacijās tas saglabāsies aptuveni 25% apmērā; ),” stāsta Viktorija Gimadi. Viņasprāt, ogļu stacijas tiks būvētas Sibīrijas un Tālo Austrumu reģionos, ko nosaka ogļu patēriņa un to ieguves avotu relatīvais teritoriālais tuvums. Tieši tur tika iecerēts uz eksportu orientētās Erkovecas TES projekts - liela spēkstacija, kas var izmantot ogles no tāda paša nosaukuma atradnes. Paredzēts, ka termoelektrostacijas saražotā elektroenerģija tiks piegādāta Ķīnai. "Plaša mēroga ogļu ražošanas attīstība citās teritorijās (piemēram, Krievijas centrālajā daļā) ir maz ticama zemās ekonomiskās efektivitātes dēļ: augsta konkurence starp dažādiem ražošanas veidiem, augstas transportēšanas izmaksas," saka Viktorija Gimadi.

Ogles pārvietoja gāzi

Ņemot vērā ogļu ieguves perspektīvas, ir interesanti pievērst uzmanību Eiropai. No vienas puses, ES ir viena no skaļākajām zaļās enerģijas tehnoloģiju atbalstītājām — un arī pēdējos gados ir pievienojusi ievērojamu daudzumu ogļu jaudas (ogles, iespējams, ir pēdējais, kas nāk prātā, domājot par tīrajām tehnoloģijām). Savu lomu spēlēja ekonomiskie faktori. Kā atzīmēja Dabisko monopolu problēmu institūta (IPEM) degvielas un enerģētikas nozares vadītājs Aleksandrs Grigorjevs, pirmkārt, ES ir ievērojami samazinājusies atšķirība starp gāzes un ogļu cenām. Pēc institūta datiem, ja 2007.gadā gāzes un ogļu cenu attiecība bija 1,6, tad 2013.gadā tā sasniedza 3,0. Otrkārt, savu lomu spēlēja cenu kritums oglekļa kvotām (investīcijas gāzes ražošanā ir efektīvas, ja kvotu izmaksas ir lielākas par 34–38 eiro par tonnu CO2). Treškārt, savu ietekmi atstāja arī 2008. gada ekonomiskā krīze, kas izraisīja rūpnieciskās ražošanas un attiecīgi elektroenerģijas patēriņa kritumu.

Šie faktori noveda pie tā, ka gāzes termoelektrostacijas tika nepietiekami izmantotas. Saimnieki daudzas stacijas izpostīja, dažas tika demontētas pilnībā. Un ir kļuvis izdevīgāk būvēt termoelektrostacijas, izmantojot ogļu kurināmo. Turklāt Vācijā, kas ir lielākais energoresursu patērētājs Eiropā, pēc Fukušimas avārijas 2011.gada martā valdība nolēma pakāpeniski slēgt visas atomelektrostacijas.

Tādējādi, pēc IPEM datiem, no 2012.gada līdz 2015.gada aprīlim Eiropas valstīs (galvenokārt Vācijā) tika nodota ekspluatācijā 10,1 GW ar oglēm kurināmā ražošana - gandrīz sešas reizes vairāk nekā ekspluatācijā nodotās gāzes jaudas apjoms. Tiek būvēta vēl 8,6 GW ogļu kurināmā jauda: 3,3 GW Polijā, 2,7 GW Nīderlandē, 1,8 GW Vācijā.

Taču jāsaprot, ka lielākajai daļai ES valstu nav savas gāzes (izņemot Norvēģiju), tāpēc ogļu ražošanas attīstība lielā mērā ir ekonomisko faktoru piespiedu pasākums. Tā Itālijas enerģētikas kompānijas Enel vadītājs Frančesko Starače SPIEF kuluāros izteicās, ka situācija ar ogļu patēriņa pieaugumu elektroenerģētikā gāzes vietā nebūs ilgi, gāze tiks izmantota vairāk Eiropas valstu enerģētikas sektoru turpmākajos gados. "Es domāju, ka tas neturpināsies ilgi, šī ir īslaicīga situācija. Mēs neplānojam savas stacijas pārslēgt no gāzes uz oglēm. Domāju, ka tuvākajos gados gāze Eiropā būs daudz svarīgāka par oglēm,” Interfax citē Starace.

Citi materiāli par tēmu

Dejo uz oglēm

Gāzes ražošanas īpatsvara straujajam pieaugumam Krievijas energosistēmā tuvākajos gados vajadzētu apstāties, un ilgtermiņā pilnībā samazināsies staciju īpatsvars, kas strādā ar zilo kurināmo attiecībā pret ogļu termoelektrostaciju jaudu. Tā ir jēgpilna Krievijas varas iestāžu izvēle, kuras pamatā ir kurināmā bilances dažādošana, vietējā tirgus attīstība ogļu rūpniecībā, kā arī perspektīvas izmantot jaunas tehnoloģijas, lai ogļu ražošanu padarītu ne tikai efektīvu, bet arī videi draudzīgs.

2014. gada 27. martā plkst. 14:12

Izpētot Yandex meklēšanas vaicājumus, jūs varat atklāt interesantas informācijas izplatīšanas iespējas par enerģiju. Meklētājprogrammu lietotāji meklē “atjaunojamie enerģijas avoti” un “elektriskie transportlīdzekļi” 5-12 reizes biežāk nekā “ogļu enerģija”. Reālajā dzīvē ir otrādi - ogļu elektrostacijas 2017. gadā pasaulē saražoja pusotru reizi vairāk elektroenerģijas nekā gāzes elektrostacijas un gandrīz tikpat daudz kā visas pārējās kopā, tostarp atomelektrostacijas, hidroelektrostacijas un atjaunojamie enerģijas avoti.

Patiešām, ogļu ražošana kopš rūpniecības uzplaukuma Lielbritānijā un Vācijā ir palikusi globālās elektroenerģijas nozares pamatā - tā tradicionāli ir attīstījusies tur, kur nepieciešams nodrošināt strauju ekonomisko izaugsmi “šeit un tagad” un kur ir sava lēta un pieejamas termiskās ogles. Mūsdienās cietais “melnais zelts” ir dominējošais elektroenerģijas avots Ķīnā, Indijā un Dienvidaustrumāzijas valstīs.

Arī cita lieta ir patiesa. 20. gadsimtā ogļu spēkstacijas darbojās daudz klusāk nekā tagad. Cilvēki kļūst arvien jutīgāki pret gaisa tīrību, un vecās ogļu spēkstacijas ar zemajiem skursteņiem ir ideāli piemērotas, lai tās būtu galvenie atmosfēras piesārņotāji. Gandrīz vienmēr tā nenotiek - rūpnīcas un automašīnas izdala ne mazāk, bet ogļu enerģijai ir jākļūst arvien tīrākai: jāuzstāda dārgi filtri, jānoķer sērs ģipsi, jāatjauno slāpeklis. No otras puses, arvien vairāk valstu (jau vairāk nekā 40 un 20 vietējās struktūras) piekrīt nepieciešamībai samazināt oglekļa dioksīda emisijas, lai izvairītos no globālām klimata pārmaiņām, un ogļu spēkstacijas ir pirmās, kas saskaras ar spiedienu, jo tās rada emisijas. vairāk CO 2 nekā ar gāzi darbināmi. Oglekļa maksājumi samazina ogļu enerģijas konkurētspēju, jo īpaši ņemot vērā dabasgāzi un lētākus atjaunojamos enerģijas avotus. Rezultātā daudzi investori paziņo par projektu finansēšanas pārtraukšanu ogļu ražošanā, vairāku valstu valdības paziņo par atteikšanos no tās, un attīstītajās valstīs samazinās elektroenerģijas apjoms no oglēm.

Vai tas nozīmē, ka rīt ogļu rūpnīcas var aizstāt ar vēja turbīnām? Noteikti nē, lai gan šajā lielākajā pasaules elektroenerģijas nozares sektorā patiešām notiek nopietnas pārmaiņas, tuvāko 20-30 gadu laikā masveida “iziet no oglēm” ir nereāla, pat ņemot vērā visus pastāvošos izaicinājumus. Gadu gaitā ogļu enerģijas nozarei būs nopietni jāmodernizējas un jākļūst tīrākai, plaši ieviešot “tīro ogļu” tehnoloģijas. Ogļu stacijas var būt tīrākas par dažām gāzes stacijām, ļoti manevrētspējīgas un elastīgas, kā arī darboties mierā un harmonijā ar iedzīvotājiem, kas dzīvo tuvu viņu žogam - tas jau ir pierādīts Japānā, Vācijā un citās valstīs, taču tas vēl ir jārealizē. visi pārējie. Tādējādi Isogo ogļu stacija, kas pēc jaudas ir salīdzināma ar kādreiz ar oglēm kurināmo Kashirskaya GRES, atrodas 7 km attālumā no Jokohamas centra - Japānas lielākās ostas, kurā dzīvo 3,7 miljoni cilvēku (salīdzinājumam maskavieši var mēģināt iedomājieties Kashirskaya GRES kaut kur Sokolnikos).

Pēc vairuma starptautisko aģentūru prognozēm, ogļu ražošanas īpatsvars pasaulē manāmi samazināsies (no 38% 2017.gadā līdz 20-25% līdz 2040.gadam), bet ražošanas apjomu ziņā ogļu ražošana saglabāsies aptuveni pašreizējā līmenī. - ar liela mēroga samazinājumiem attīstītajās valstīs vairāku jaunattīstības valstu ekonomika turpinās to palielināt. Vai ogles, kurām ir vairākas priekšrocības – lētums, pieejamība, uzglabāšanas iespējas, izturēs globālos izaicinājumus? Acīmredzot uz šo jautājumu nebūs skaidras atbildes, viss ir atkarīgs no tā, kurš avots konkrētajā reģionā parādīs vislielāko ekonomisko un vides efektivitāti.

Kā ar Krieviju? Mūsu valstī notiek aptuveni tas pats: pilsētu ekoloģija bija galvenais problēmu cēlonis ogļu termoelektrostacijās no Maskavas un Sanktpēterburgas līdz Vladivostokai, un lēta, pieejama un viegli lietojama gāze pamazām izspiež ogles. no degvielas groza, kur sasniedz gāzes vadus. Bet šī vides problēmu risināšanas metode nedarbojas visur. Piemēram, visu Sibīriju nevar gazificēt, un tā arī to nevēlas: tikai Kuzbasā darbojas desmitiem ogļu vienas rūpniecības pilsētu, miljoniem sibīriešu saņem ne tikai elektrību, bet arī siltumu no ogļu siltumenerģijas. augi.

Maskavas Skolkovo menedžmenta skolas Enerģētikas centra pētījumā aplūkotas trīs iespējas nākotnē Krievijā ražot ar oglēm.

Scenārijā “lai viss notiek kā notiek” gāze turpinās pamazām izspiest ogles no elektrostaciju kurināmā groza, bet kopumā ogļu termoelektrostaciju izlaide līdz 2040.gadam saglabāsies esošajā līmenī. Pārējās divas iespējas ir polāras un jau izraisa asas diskusijas.

“Zaļais” scenārijs, saskaņā ar pētījumu, paredz oglekļa maksas sistēmas ieviešanu mūsu valstī (starp citu, attiecīgo likumprojektu 2018. gada decembra sākumā Ekonomikas ministrija nosūtīja apstiprināšanai departamentiem) un vides politikas pastiprināšana enerģētikas sektorā. Prognozējams, ka ogļu ražošana kļūs par pirmo šīs notikumu attīstības upuri, un pēc kāda soļa sabiedrībai un valdībai būs jāatrisina jautājums par ogļu ieguves reģionu atbalstu.

“Ogļu” scenārijs varētu sastāvēt no stimuliem ogļu enerģijai, kas “saistīts” ar tās efektivitātes un “tīrības” palielināšanu. Mēs šeit runājam par ogļu termoelektrostaciju attīstību līdz ar ogļu katlu māju slēgšanu, vietējo “tīro ogļu” tehnoloģiju izstrādi, nopietnu nozares modernizāciju, tostarp jau iedarbinātu mehānismu izmantošanu tirgū. siltumenerģijas (alternatīvā katlu māja) un elektroenerģijas (DPM-2) un papildu avotiem.

Sabiedrībai, iestādēm un enerģētikas uzņēmumiem ir jāizlemj, uz kuru iespēju viņi sliecas. Tas nav jautājums par to, kādi jaunumi un vaicājumi būs populārākajās meklētājprogrammās. Tas ir jautājums par dzīves kvalitāti miljoniem cilvēku, kas tieši vai netieši saistīti ar ogļu ražošanu.

Apraksts

Ar oglēm kurināmo mini koģenerācijas staciju galvenais mērķis ir atrisināt problēmas ar siltumenerģiju, tvaiku un elektroenerģiju rūpnieciskām iekārtām, kurās tehnoloģiskā procesa apstākļu dēļ ir nepieciešams tvaiks, īpaši apgabalos, kuros vairāku iemeslu dēļ nav pietiekama gāzes vai šķidrās degvielas daudzuma (vai šāda veida degvielas izmantošana ir nerentabla vai apgrūtināta), un tiešās ogļu ieguves vietas. Ar oglēm darbināmu katlu māju un mini koģenerācijas staciju projektēšana, celtniecība un rekonstrukcija īpašā veidā atšķiras no līdzīgiem darbiem gāzes un dīzeļdegvielas katlu mājās un prasa papildu problēmu risināšanu, lai nodrošinātu uzticamu darbību un augstu efektivitāti Degviela - ogles, piegādātas no oglēm. noliktava ar iekrāvēju uz bunkuru ar hidraulisko stūmēju kurtuvē XOMOD. Tālāk no bunkura ogles pa daļām tiek automātiski ievadītas XOMOD sadegšanas kamerā (iekraušanas logs 1200x250). XOMOD sadegšanas kamerā ar čaukstošu stieni ogles deg verdošā slānī. Dūmgāzes izdala siltumu karstā ūdens boilerī un ekonomaizerā. Izmantojot dūmu nosūcēju, dūmgāzes tiek novadītas kopējā dūmvadā un pēc tam katlu telpas tērauda skurstenī. Sadegušo ogļu paliekas - izdedži un pelni - ar konveijeru tiek izvadīti sārņu uzglabāšanas tvertnē. Izdedžus no bunkura izved pa autoceļiem. Visas elektroiekārtas ogļu katlumājā, kā arī katlu bloks tiek vadītas no sadales skapja. Ūdens cirkulācija katlu telpā tiek veikta, izmantojot primārās ķēdes centrbēdzes sūkni. Primārā kontūra atgaitas ūdens, kas ir nodevis siltumu tīkla ūdenim plākšņu sildītājos, atgriežas katla ekonomaizera ieplūdē, kur tas tiek uzkarsēts līdz 70 grādiem C un tiek piegādāts apakšējiem kolektoriem, kas atrodas plākšņu sildītāju aizmugurē. katls. Uzkarsētais ūdens iziet no katla augšpusē un atkal nonāk pie plākšņu siltummaiņu - tīkla ūdens sildītāju - ieejas. Katls tiek barots ar sagatavotu ūdeni. Vadības panelis nodrošina automātisku katlu telpas darbības vadību (iedarbināšanu un apturēšanu pēc dotās programmas), kā arī avārijas apturēšanu (degvielas padeves bloķēšanu, pūtēja ventilatora, dūmu nosūcēja darbību). Ja jums ir nepieciešama uzticama un efektīva apkures sistēma un tehnoloģija, tad jūs atradīsiet labāko risinājumu no moduļu katlu mājām UGK līdz mini-koģenerācijas elektrostacijām, kurās izmanto enerģiju taupošas tvaika turbīnas lētai siltuma un elektroenerģijas ražošanai (skatiet sadaļā tvaika turbīnas un turbo piedziņas).

Sazinieties ar pārdevēju

Galvenās ogļu izmantošanas priekšrocības katlu mājās un mini koģenerācijas stacijās ir: 1. Patentēta kurināmā padeves un ogļu sadedzināšanas tehnoloģija mini koģenerācijas stacijās; 2. Uzticama mehanizācijas un automatizācijas sistēma ar oglēm darbināmām mini koģenerācijas stacijām; 3. Efektīva sadedzināšana ar zemas kvalitātes oglēm (tiek izmantota visēdāja XOMOD tehnoloģija); 4. Zemas saražotās elektroenerģijas un siltuma izmaksas; 5. Ātras būvniecības iespēja; 6. Zems degvielas patēriņš; 7. Iekārtas ilgs kalpošanas laiks; 8. Vides drošība.

Termoelektrostacijas saražo aptuveni 80% elektroenerģijas mūsu valstī. Šīs stacijas darbojas ar oglēm, kūdru, slānekli un dabasgāzi. Apsveriet, piemēram, ogļu termoelektrostacijas darbības principu. Ogles uz staciju nogādā pa dzelzceļu, izkrauj un uzglabā.

Ir zināms, ka lieli ogļu gabali deg slikti un lēni.

Degšanas procesu var ievērojami uzlabot, sadedzinot ogļu putekļus. Tāpēc atvestās ogles vispirms sasmalcina, un tad smagas tērauda lodes lodīšu dzirnavās ogļu gabalus pārvērš smalkos putekļos. Ar karsta gaisa plūsmu šie putekļi caur speciāliem degļiem tiek iepūsti tvaika katla krāsnī. Degšanas laikā putekļi pārvēršas par spilgtu liesmas lāpu ar degšanas temperatūru līdz 1500 grādiem. Liesma uzsilda ūdeni plānās caurulēs, kas atrodas katla krāsns sānu sienu iekšpusē. Karstas dūmgāzes plūst pa skursteni, savā ceļā satiekot verdošās caurules.

Tajos liesmas sakarsētais ūdens pārvēršas tvaikos

Tālāk gāzes nonāk ekonomaizerā - ierīcē ūdens rezervju papildināšanai katlā un silda tajā esošo ūdeni. Tad gāzes nonāk gaisa sildītājā, kas kopā ar ogļu putekļiem silda gaisu, kas nonāk katla degļos.

Ogles labi sadeg, ja kurtuvē ir laba vilkme. Augstā caurule nodrošina spēcīgu saķeri. Tomēr jaudīgiem katliem ar cauruli nepietiek - ir nepieciešams papildus uzstādīt jaudīgus dūmu nosūcējus. Dūmgāzes pārvadā daudz pelnu. Tādēļ tos tīra pelnu savācējos, un pelni nogādā uz pelnu izgāztuvēm.

Iepriekš minētā ogļu sadedzināšanas procesa sarežģītība ir pilnībā pamatota ar augstu efektivitāti. šāda termoelektrostacija – līdz 90% no oglēs esošā siltuma pārvēršas elektroenerģijā.

Tātad degviela sadega, nododot savu enerģiju ūdenim. Ūdens katlā pārvērtās tvaikā. Bet šo tvaiku vēl nevar ielaist turbīnā - tas nav pietiekami karsts un, atdziestot, ātri pārvērtīsies ūdens lāsēs. Tāpēc tvaiks nonāk pārkarsētāja spolēs, kas atrodas skurstenī starp katla caurulēm un ekonomaizeru. Tur tvaiks tiek papildus uzkarsēts līdz ļoti augstai temperatūrai 500-600 grādi pie spiediena 150-250 atmosfēras. Šāds saspiests un pārkarsēts tvaiks tiek nosūtīts pa tvaika līnijām uz tvaika turbīnām.

Termoelektrostaciju turbīnas ir ne tikai dažādas jaudas, bet arī dažādas konstrukcijas. Ir nelielas vienpakāpes turbīnas ar jaudu desmitiem kilovatu. Un ir arī daudzpakāpju turbīnas - milži ar jaudu no 500 līdz 1500 kilovatiem.

Jo augstāka ir tvaika temperatūra un spiediens pie turbīnas ieejas un jo zemāki tie ir pie izejas, jo vairāk tvaika enerģijas patērē turbīna.

Lai samazinātu tvaika temperatūru un spiedienu turbīnas izejā, tas netiek izlaists gaisā, bet tiek nosūtīts uz kondensatoru. Kondensatora iekšpusē auksts ūdens cirkulē caur plānām misiņa caurulēm. Tas atdzesē tvaiku, pārvēršot to ūdenī, ko sauc par kondensātu. Rezultātā spiediens kondensatorā kļūst 10-15 reizes zemāks par atmosfēras spiedienu.

Tātad tvaiki, kas atdevuši gandrīz visu savu enerģiju, pārvēršas kondensātā – ļoti tīrā ūdenī, kas nesatur ķīmiskus vai mehāniskus piemaisījumus. Šis attīrītais ūdens ir nepieciešams katlos, tāpēc kondensāts tiek iesūknēts atpakaļ katlā, noslēdzot ūdens ciklu termostacijā.

Parasti jaudīgas tvaika turbīnas ātrums ir 3000 apgriezieni minūtē, un tās vārpsta ir tieši savienota ar elektriskā ģeneratora vārpstu, kas ražo trīsfāzu maiņstrāvu ar frekvenci 50 cikli sekundē un spriegumu 10-15 tūkst. volti. Elektroenerģija ir galvenais un svarīgākais termoelektrostacijas produkts.

Lielākajā daļā staciju saražotā elektroenerģija ir sadalīta trīs plūsmās

Daļa no tā pa kabeli tiek nosūtīta tuvumā esošajiem patērētājiem. Vēl neliela daļa – līdz 8% – tiek novirzīta pašas stacijas tehnoloģisko vajadzību apmierināšanai. Lielākā daļa saražotās elektroenerģijas ir paredzēta pilsētām un rūpniecības uzņēmumiem, kas atrodas lielā attālumā - desmitiem un simtiem kilometru no stacijas. Elektroenerģija tiek pārraidīta lielos attālumos pa augstsprieguma līnijām ar spriegumu 110, 220, 400, 500 un 800 tūkstoši voltu. Lai izveidotu tik augstu spriegumu, stacijā ir pakāpju transformatoru apakšstacija un augstsprieguma sadales iekārta. No tā uz pilsētām un uzņēmumiem izstaro augstsprieguma elektropārvades līnijas.

Aprakstītajai elektrostacijai ir slēgts ūdens cikls, tā ražo tikai elektrisko strāvu un tiek saukta par “kondensāciju” (jo viss tvaiks nonāk kondensatorā).

Taču papildus elektrībai nepieciešams arī tvaiks un karstais ūdens. To iegūšanai elektrostacijās tiek uzstādītas speciālas apkures turbīnas. Tie sastāv no divām daļām – augsta un zema spiediena baloniem. Tvaiks tiek izvadīts augstspiediena cilindrā, un tikai daļa tvaika nonāk zemspiediena cilindrā. Otru daļu ņem no turbīnas un nosūta uz siltummaini. Tur ļoti karsts turbīnas tvaiks uzsilda ūdeni, pārvēršot to par sekundāro tvaiku. Tad turbīnas tvaiks dodas ceļā uz kondensatoru, un sekundārais tvaiks tiek nosūtīts patērētājam.

Pilsētā daļa sekundārā tvaika nonāk siltummaiņos - katlos, kas silda ūdeni telpu apkurei un sadzīves vajadzībām dzīvojamās ēkās.

Termoelektrostacijas, kas vienlaikus nodrošina elektroenerģiju un siltumu, sauc par koģenerācijas stacijām (CHP). Kondensācijas elektrostacijas ir izdevīgi būvēt pie bagātīgām ogļu atradnēm, kūdras purviem, ja tuvumā ir piemērotas ūdenstilpes.

Neskatoties uz šādas stacijas attālumu no pilsētas, elektriskās strāvas pārvadīšana pa vadiem izrādās daudz vienkāršāka un izdevīgāka nekā degvielas (kūdras, ogļu uc) transportēšana.

Un ir izdevīgi būvēt termoelektrostacijas pie pilsētām un lielām rūpnīcām. Šīs stacijas apgādās pilsētu gan ar siltumu, gan elektroenerģiju. Mūsdienu termoelektrostacijas, kas darbojas ar dabasgāzi, praktiski nepiesārņo gaisu un ir neaizstājami jebkuras pilsētas vai liela rūpniecības uzņēmuma pavadoņi. Turklāt termoelektrostacijas celtniecība ir daudz lētāka un aizņem mazāk laika nekā, piemēram, hidroelektrostacijas celtniecība. Ar gāzi darbināmas termoelektrostacijas var ātri uzbūvēt jebkurā vietā, jo tās ir drošākais enerģijas avots.

Vienkārši par kompleksu – Termoelektrostacija elektroenerģijas ražošanai

• Attēlu, attēlu, fotogrāfiju galerija.
• Termoelektrostacija - pamati, iespējas, perspektīvas, attīstība.
• Interesanti fakti, noderīga informācija.
• Zaļās ziņas – Termoelektrostacija.
• Saites uz materiāliem un avotiem – Termoelektrostacija elektroenerģijas ražošanai.

Saistītās ziņas

13.12.2010
  Krievijas prezidents Dmitrijs Medvedevs valsts Drošības padomes sēdē 13. decembrī uzdeva valdībai attīstīties energoapgādes drošības doktrīna. Par to ziņo RIA Novosti
  ........................................
  Valsts prezidents norādīja, ka šobrīd Krievijā gāze nepamatoti bieži tiek izmantota elektrostacijās. "Mēs joprojām nepamatoti izšķērdējam savas gāzes rezerves, pārejot uz "zilo kurināmo" pat tās termoelektrostacijas un katlumājas, kurās varētu efektīvi izmantot ogles," citēts prezidents. "Interfakss".   Ir tādi dizaina risinājumi, uz kuru pamata iespējams modernizēt esošās un būvēt jaunas termoelektrostacijas, vienlaikus nodrošinot elektroenerģijas ražošanas izmaksu samazinājumu un kaitīgo izmešu samazināšanu vidē.

RICARDS E. BOLŽEIZERS, KURTS E. ĪGERS
  "In the World of Science" (Scientific American) Nr. 11, 1987

1879. gadā, kad Tomass Alva Edisons izgudroja kvēlspuldzi, sākās elektrifikācijas laikmets. Lai ražotu lielu daudzumu elektroenerģijas, bija nepieciešama lēta un viegli pieejama degviela. Ogles atbilda šīm prasībām, un pirmās spēkstacijas (19. gadsimta beigās būvēja pats Edisons) darbojās ar oglēm. Tā kā valsts būvēja arvien vairāk spēkstaciju, palielinājās tās atkarība no oglēm. Kopš Pirmā pasaules kara aptuveni puse no Amerikas Savienotajās Valstīs saražotās elektroenerģijas gadā ir iegūta no ogļu termoelektrostacijām. 1986.gadā šādu elektrostaciju kopējā uzstādītā jauda bija 289 000 MW, un tās patērēja 75% no kopējā valstī saražoto ogļu apjoma (900 milj.t). Ņemot vērā esošās neskaidrības par kodolenerģijas attīstības perspektīvām un naftas un dabasgāzes ražošanas pieaugumu, var pieņemt, ka līdz gadsimta beigām ar oglēm kurināmās termostacijas saražos līdz 70% no visas saražotās elektroenerģijas. valstī.
  Tomēr, neskatoties uz to, ka ogles jau sen ir un vēl daudzus gadus būs galvenais elektroenerģijas avots (ASV tās veido aptuveni 80% no visu veidu dabiskā kurināmā krājumiem), tās nekad nav bijušas optimāla degviela spēkstacijām. Ogļu īpatnējais enerģijas saturs svara vienībā (t.i., siltumspēja) ir zemāks nekā naftas vai dabasgāzes saturs. To ir grūtāk transportēt, turklāt ogļu dedzināšana izraisa vairākas nevēlamas vides sekas, jo īpaši skābos lietus. Kopš 60. gadu beigām ogļu termoelektrostaciju pievilcība ir strauji samazinājusies, jo ir stingrākas prasības vides piesārņojumam ar gāzveida un cietām emisijām pelnu un izdedžu veidā. Šo vides problēmu risināšanas izmaksas kopā ar pieaugošajām sarežģītu objektu, piemēram, termoelektrostaciju, būvniecības izmaksām ir padarījušas to attīstības perspektīvas mazāk labvēlīgas no tīri ekonomiskā viedokļa.
  Taču, mainot ogļu termostaciju tehnoloģisko bāzi, to kādreizējā pievilcība var atjaunoties. Dažām no šīm izmaiņām ir evolucionārs raksturs, un to galvenais mērķis ir palielināt esošo iekārtu jaudu. Vienlaikus tiek izstrādāti pilnīgi jauni procesi ogļu sadedzināšanai bez atkritumiem, t.i., ar minimālu kaitējumu videi. Jaunu tehnoloģisko procesu ieviešana ir vērsta uz to, lai nākotnes ogļu termoelektrostacijās būtu iespējams efektīvi kontrolēt vides piesārņojuma pakāpi, tām būtu elastība attiecībā uz iespēju izmantot dažāda veida ogles un nav nepieciešams ilgs būvniecības laiks.

Lai novērtētu ogļu sadedzināšanas tehnoloģiju sasniegumu nozīmi, īsi apskatīsim parastās ogļu termoelektrostacijas darbību. Ogles sadedzina tvaika katla krāsnī, kas ir milzīga kamera, kuras iekšpusē ir caurules, kurās ūdens tiek pārvērsts tvaikā. Pirms ievadīšanas krāsnī ogles tiek sasmalcinātas putekļos, kā rezultātā tiek sasniegta gandrīz tāda pati sadegšanas pilnība kā degošas gāzes. Liels tvaika katls katru stundu patērē vidēji 500 tonnas pulverveida ogļu un saražo 2,9 miljonus kg tvaika, kas ir pietiekami, lai saražotu 1 miljonu kWh elektroenerģijas. Tajā pašā laikā katls atmosfērā izdala aptuveni 100 000 m3 gāzu.
  Radītais tvaiks iet caur pārkarsētāju, kur tā temperatūra un spiediens paaugstinās, un pēc tam nonāk augstspiediena turbīnā. Turbīnas rotācijas mehānisko enerģiju elektriskais ģenerators pārvērš elektroenerģijā. Lai iegūtu augstāku enerģijas pārveidošanas efektivitāti, tvaiks no turbīnas parasti tiek atgriezts katlā sekundārajai pārkarsēšanai un pēc tam darbina vienu vai divas zema spiediena turbīnas, pirms tiek kondensēts ar dzesēšanu; kondensāts tiek atgriezts katla ciklā.
  Termoelektrostacijas aprīkojumā ietilpst degvielas padeves mehānismi, katli, turbīnas, ģeneratori, kā arī sarežģītas dzesēšanas sistēmas, dūmgāzu attīrīšana un pelnu izvadīšana. Visas šīs primārās un palīgsistēmas ir paredzētas darbam ar augstu uzticamību 40 gadus vai ilgāk ar slodzi, kas svārstās no 20% no iekārtas uzstādītās jaudas līdz maksimālajai. Kapitāla aprīkojuma izmaksas tipiskai 1000 MW termoelektrostacijai parasti pārsniedz USD 1 miljardu.

Efektivitāte, ar kādu ogļu degšanas rezultātā izdalīto siltumu var pārvērst elektroenerģijā, pirms 1900. gada bija tikai 5%, bet līdz 1967. gadam tā sasniedza 40%. Citiem vārdiem sakot, aptuveni 70 gadu laikā īpatnējais ogļu patēriņš uz saražotās elektroenerģijas vienību ir samazinājies astoņas reizes. Attiecīgi bija vērojams siltumelektrostaciju uzstādītās jaudas 1 kW pašizmaksas samazinājums: ja 1920. gadā tā bija 350 USD (1967. gada cenās), tad 1967. gadā tā nokritās līdz 130 USD periods no 25 centiem līdz 2 centiem par 1 kWh.
  Tomēr, sākot ar 60. gadiem, progresa temps sāka kristies. Šķiet, ka šī tendence ir izskaidrojama ar to, ka tradicionālās termoelektrostacijas ir sasniegušas savu pilnības robežu, ko nosaka termodinamikas likumi un to materiālu īpašības, no kuriem tiek izgatavoti katli un turbīnas. Kopš 70. gadu sākuma šos tehniskos faktorus ir saasinājuši jauni ekonomiski un organizatoriski iemesli. Konkrēti, strauji pieaugušas kapitāla izmaksas, palēninājies pieprasījuma pēc elektroenerģijas pieauguma temps, stingrākas prasības vides aizsardzībai no kaitīgām emisijām, pagarinājies spēkstaciju būvniecības projektu īstenošanas termiņš. Rezultātā elektroenerģijas ražošanas izmaksas no oglēm, kurām daudzus gadus bija tendence samazināties, ir strauji pieaugušas. Patiešām, 1 kW elektroenerģijas, kas saražota jaunajās termoelektrostacijās, tagad maksā vairāk nekā 1920. gadā (salīdzināmās cenās).

  Dienvidkalifornijas Edisona "Cool Water" DEMONSTRĀCIJAS AUGŠANU katru dienu apstrādā 1000 tonnu ogļu, lai ražotu bezatkritumu sadegšanas gāzi.
  Sadegšanas produkti darbina elektriskā ģeneratora gāzes turbīnu. Atkritumu siltums no izplūdes gāzēm tiek izmantots ūdens tvaika ražošanai, kas rotē cita elektriskā ģeneratora tvaika turbīnu.
  Fotoattēlā redzami divi ogļu bunkuri (centrā). Pa labi no tiem atrodas gazifikācijas iekārta, gāzes dzesēšanas sistēma un elektroenerģijas ražošanas iekārtas.

Pēdējo 20 gadu laikā ogļu termoelektrostaciju izmaksas visvairāk ietekmējušas stingrākas prasības gāzveida,
  šķidrie un cietie atkritumi. Gāzes attīrīšanas un pelnu noņemšanas sistēmas mūsdienu termoelektrostacijās tagad veido 40% no kapitāla izmaksām un 35% no ekspluatācijas izmaksām. No tehniskā un ekonomiskā viedokļa nozīmīgākais emisiju kontroles sistēmas elements ir dūmgāzu atsērošanas iekārta, ko bieži sauc par mitro (skrubera) sistēmu. Mitrais putekļu savācējs (skruberis) aiztur sēra oksīdus, kas ir galvenie ogļu sadegšanas laikā radušies piesārņotāji.
  Ideja par mitro putekļu savākšanu ir vienkārša, taču praksē tā izrādās sarežģīta un dārga. Sārmainu vielu, parasti kaļķi vai kaļķakmeni, sajauc ar ūdeni un šķīdumu izsmidzina dūmgāzu plūsmā. Dūmgāzēs esošie sēra oksīdi tiek absorbēti sārmu daļiņās un izkrīt no šķīduma inerta sulfīta vai kalcija sulfāta (ģipša) veidā. Ģipsi var viegli noņemt vai, ja tas ir pietiekami tīrs, to var tirgot kā būvmateriālu. Sarežģītākās un dārgākās beršanas sistēmās ģipša atlikumus var pārvērst sērskābē vai elementārajā sērā, vērtīgākos ķīmiskos produktos. Kopš 1978. gada visās topošajās termoelektrostacijās, kurās izmanto ogļu pulveri, ir obligāti jāuzstāda skruberi. Tā rezultātā ASV enerģētikas nozarē tagad ir vairāk skruberu iekārtu nekā pārējā pasaulē.
  Skruberu sistēmas izmaksas jaunajās stacijās parasti ir 150-200 USD par 1 kW uzstādītās jaudas. Skruberu uzstādīšana esošajās stacijās, kas sākotnēji bija paredzētas bez mitrās gāzes attīrīšanas, maksā par 10-40% vairāk nekā jaunās stacijās. Skruberu ekspluatācijas izmaksas ir diezgan augstas, neatkarīgi no tā, vai tie ir uzstādīti vecās vai jaunās ražotnēs. Skruberi rada milzīgu daudzumu ģipša dūņu, kas jātur nostādināšanas dīķos vai jāiznīcina izgāztuvēs, radot jaunu vides problēmu. Piemēram, termoelektrostacija ar jaudu 1000 MW, kas darbojas uz akmeņoglēm, kas satur 3% sēra, gadā saražo tik daudz dūņu, ka tās var pārklāt 1 km2 platību ar apmēram 1 m biezu slāni.
  Turklāt mitrās gāzes attīrīšanas sistēmas patērē daudz ūdens (1000 MW stacijā ūdens plūsma ir aptuveni 3800 l/min), un to iekārtas un cauruļvadi bieži ir pakļauti aizsērējumiem un korozijai. Šie faktori palielina ekspluatācijas izmaksas un samazina kopējo sistēmas uzticamību. Visbeidzot, skruberu sistēmās no 3 līdz 8% no stacijas saražotās enerģijas tiek tērēti sūkņu un dūmu nosūcēju darbināšanai un dūmgāzu sildīšanai pēc gāzu attīrīšanas, kas nepieciešama, lai novērstu kondensāciju un koroziju dūmvados.
  Plaša skruberu ieviešana Amerikas enerģētikas nozarē nebija ne vienkārša, ne lēta. Pirmās skruberu instalācijas bija ievērojami mazāk uzticamas nekā citas rūpnīcas iekārtas, tāpēc skruberu sistēmu komponenti tika izstrādāti ar lielu drošības un uzticamības rezervi. Dažas grūtības, kas saistītas ar skruberu uzstādīšanu un darbību, ir saistītas ar to, ka skruberu tehnoloģiju rūpnieciskā pielietošana tika uzsākta priekšlaicīgi. Tikai tagad, pēc 25 gadu pieredzes, skruberu sistēmu uzticamība ir sasniegusi pieņemamu līmeni.
  Ogļu termoelektrostaciju izmaksas ir pieaugušas ne tikai tāpēc, ka ir nepieciešamas emisiju kontroles sistēmas, bet arī tāpēc, ka pašas būvniecības izmaksas ir pieaugušas debesīs. Pat ņemot vērā inflāciju, ogļu termoelektrostaciju uzstādītās jaudas vienības izmaksas šobrīd ir trīs reizes augstākas nekā 1970. gadā. Pēdējo 15 gadu laikā ir gūti "apjomradīti ietaupījumi", t.i., ieguvumi no lielu spēkstaciju būvniecības, ir noliegts ievērojamais būvniecības izmaksu pieaugums. Daļa no šī pieauguma atspoguļo augstās izmaksas par ilgtermiņa kapitāla projektu finansēšanu.
  Projektu aizkavēšanās ietekmi var redzēt Japānas enerģētikas uzņēmumos. Japānas firmas parasti ir efektīvākas nekā viņu amerikāņu kolēģi, risinot organizatoriskas, tehniskas un finansiālas problēmas, kas bieži aizkavē lielu būvniecības projektu nodošanu ekspluatācijā. Japānā spēkstaciju var uzbūvēt un darboties 30–40 mēnešu laikā, savukārt ASV tādas pašas jaudas stacijai parasti nepieciešami 50–60 mēneši. Ar tik ilgu projektu īstenošanas laiku jaunas ražotnes izmaksas (un līdz ar to arī iesaldētā kapitāla izmaksas) izrādās salīdzināmas ar daudzu ASV enerģētikas uzņēmumu pamatkapitālu.
  Tāpēc komunālie uzņēmumi meklē veidus, kā samazināt jaunu elektrostaciju būvniecības izmaksas, jo īpaši izmantojot mazākas jaudas moduļu iekārtas, kuras var ātri transportēt un uzstādīt uz esošās iekārtas, lai apmierinātu pieaugošo pieprasījumu. Šādas iekārtas var nodot ekspluatācijā īsākā laikā un tādējādi ātrāk atmaksāties, pat ja ieguldījumu atdeve paliek nemainīga. Instalējot jaunus moduļus tikai tad, kad ir jāpalielina sistēmas jauda, ​​var ietaupīt līdz pat 200 USD par kW, lai gan, izmantojot mazjaudas iekārtas, tiek zaudēti apjomradīti ietaupījumi.
  Kā alternatīvu jaunu elektroenerģijas ražošanas iekārtu celtniecībai elektroenerģijas uzņēmumi ir veikuši arī esošo elektrostaciju atjaunošanu, lai uzlabotu to veiktspēju un pagarinātu to kalpošanas laiku. Šī stratēģija, protams, prasa zemākas kapitāla izmaksas nekā jaunu staciju celtniecība. Šī tendence ir pamatota arī tāpēc, ka pirms aptuveni 30 gadiem celtās elektrostacijas vēl nav morāli novecojušas. Dažos gadījumos tie pat darbojas ar lielāku efektivitāti, jo tie nav aprīkoti ar skruberiem. Vecās elektrostacijas kļūst arvien svarīgākas valsts enerģētikas sektorā. 1970. gadā tikai 20 elektroenerģijas ražošanas iekārtas Amerikas Savienotajās Valstīs bija vecākas par 30 gadiem. Līdz gadsimta beigām 30 gadi būs vidējais ogļu termoelektrostaciju vecums.
  Energokompānijas arī meklē veidus, kā samazināt stacijas darbības izmaksas. Lai novērstu enerģijas zudumus, ir nepieciešams savlaicīgi brīdināt par veiktspējas pasliktināšanos objekta kritiskākajās zonās. Tāpēc nepārtraukta komponentu un sistēmu stāvokļa uzraudzība kļūst par svarīgu operatīvā pakalpojuma sastāvdaļu. Šāda nepārtraukta dabisko nodiluma, korozijas un erozijas procesu uzraudzība ļauj staciju operatoriem savlaicīgi veikt pasākumus un novērst elektrostaciju avārijas atteices. Šādu pasākumu nozīmi var pienācīgi novērtēt, piemēram, ja ņem vērā, ka 1000 MW ogļu spēkstacijas piespiedu apturēšana var radīt elektroenerģijas uzņēmumam zaudējumus USD 1 miljona apmērā dienā, galvenokārt tāpēc, ka nesaražotā enerģija ir jāsamazina. kompensē, piegādājot enerģiju no dārgākiem avotiem.
  Vienības izmaksu pieaugums ogļu transportēšanai un pārstrādei un izdedžu atdalīšanai ir padarījis ogļu kvalitāti (ko nosaka mitruma, sēra un citu minerālvielu saturs) par svarīgu faktoru, kas nosaka termoelektrostaciju darbības raksturlielumus un ekonomiju. Lai gan zemas kvalitātes ogles var maksāt mazāk nekā augstas kvalitātes ogles, tāda paša daudzuma elektroenerģijas ražošana maksā ievērojami dārgāk. Liela apjoma zemas kvalitātes ogļu transportēšanas izmaksas var kompensēt priekšrocības, ko rada to zemākā cena. Turklāt zemas kvalitātes ogles parasti rada vairāk atkritumu nekā augstas kvalitātes ogles, un tāpēc ir nepieciešamas lielākas izmaksas par izdedžu izņemšanu. Visbeidzot, zemas kvalitātes ogļu sastāvs ir pakļauts lielām svārstībām, kas apgrūtina stacijas degvielas sistēmas “noregulēšanu”, lai tā darbotos ar augstāko iespējamo efektivitāti; šajā gadījumā sistēma ir jānoregulē tā, lai tā varētu darboties ar vissliktākās paredzamās kvalitātes oglēm.
  Darbojošās spēkstacijās ogļu kvalitāti var uzlabot vai vismaz stabilizēt, pirms sadedzināšanas atdalot dažus piemaisījumus, piemēram, sēru saturošus minerālus. Attīrīšanas iekārtās sasmalcinātas "netīrās" ogles tiek atdalītas no piemaisījumiem ar daudzām metodēm, kas izmanto ogļu un piemaisījumu īpatnējā svara vai citu fizisko īpašību atšķirības.
  Neraugoties uz šiem centieniem uzlabot esošo ar oglēm darbināmo termoelektrostaciju veiktspēju, līdz gadsimta beigām ASV būs jāpievieno papildu elektroenerģijas ražošanas jauda par 150 000 MW, ja pieprasījums pēc elektroenerģijas pieaugs par paredzamo 2,3% gadā. . Lai saglabātu ogļu konkurētspēju arvien pieaugošajā enerģijas tirgū, komunālajiem uzņēmumiem būs jāpieņem jaunas, progresīvas ogļu sadedzināšanas metodes, kas ir efektīvākas par tradicionālajām ogļu sadedzināšanas metodēm trīs galvenajos veidos: mazāks piesārņojums, īsāks iekārtu būvniecības laiks un uzlabota iekārtas veiktspēja un sniegums.

  OGĻU SADEDZINĀŠANA SADEDZINĀTĀ SLĒNĀ samazina vajadzību pēc palīgiekārtām, lai attīrītu spēkstaciju emisijas.
  Katla krāsnī ar gaisa plūsmu tiek izveidots ogļu un kaļķakmens maisījuma fluidizēts slānis, kurā tiek sajauktas un suspendētas cietās daļiņas, t.i., tās uzvedas tāpat kā verdošā šķidrumā.
  Turbulentā sajaukšana nodrošina pilnīgu ogļu sadegšanu; šajā gadījumā kaļķakmens daļiņas reaģē ar sēra oksīdiem un aiztur aptuveni 90% šo oksīdu. Tā kā katla sildīšanas spirāles tieši pieskaras kurināmā verdošajam slānim, tvaika veidošanās notiek ar lielāku efektivitāti nekā parastajos tvaika katlos, kas darbojas ar šķeltām oglēm.
  Turklāt ogļu degšanas temperatūra verdošā slānī ir zemāka, kas novērš katla izdedžu kušanu un samazina slāpekļa oksīdu veidošanos.

  OGĻU GAZIFIKĀCIJA var tikt veikta, karsējot ogļu un ūdens maisījumu skābekļa atmosfērā. Procesa produkts ir gāze, kas galvenokārt sastāv no oglekļa monoksīda un ūdeņraža. Kad gāze ir atdzesēta, attīrīta no cietajām daļiņām un atsērota, to var izmantot kā degvielu gāzes turbīnām un pēc tam tvaika turbīnām ražot tvaiku (kombinētais cikls).
  Kombinētā cikla iekārta atmosfērā izdala mazāk piesārņotāju nekā parastā ogļu termoelektrostacija.

Šobrīd tiek izstrādāti vairāk nekā desmiti ogļu sadedzināšanas metožu ar paaugstinātu efektivitāti un mazāku kaitējumu videi. Visdaudzsološākie no tiem ir sadedzināšana verdošā slānī un ogļu gazifikācija. Degšana pēc pirmās metodes tiek veikta tvaika katla kurtuvē, kas ir konstruēts tā, lai šķembas ogles, kas sajauktas ar kaļķakmens daļiņām, tiek uzturētas virs krāsns režģa suspendētā (“pseido-sašķidrinātā”) stāvoklī ar spēcīgu augšupvērstu gaisu. plūsma.
  Suspendētās daļiņas uzvedas būtībā tāpat kā verdošā šķidrumā, tas ir, tās atrodas turbulentā kustībā, kas nodrošina augstu degšanas procesa efektivitāti. Šāda katla ūdensvadi ir tiešā saskarē ar degošā kurināmā “šķiedru gultni”, kā rezultātā liela daļa siltuma tiek nodota vadīšanas ceļā, kas ir daudz efektīvāk nekā radiācijas un konvektīva siltuma pārnese parastais tvaika katls.
  Katlam ar kurtuvi, kur ogles sadedzina verdošā slānī, cauruļu siltuma pārneses virsmu laukums ir lielāks nekā parastajam katlam, kas darbojas ar ogļu pulveri, kas ļauj pazemināt temperatūru kurtuvē un tādējādi samazināt. slāpekļa oksīdu veidošanās. (Kamēr parastajā katlā temperatūra var būt virs 1650 °C, tad verdošā slāņa sadedzināšanas katlā tā ir robežās no 780-870 °C.) Turklāt kaļķakmens, kas sajaukts ar akmeņoglēm, saista 90 procentus vai vairāk no izdalītā sēra. no oglēm degšanas laikā, jo zemāka darba temperatūra veicina reakciju starp sēru un kaļķakmeni, veidojot sulfītu vai kalcija sulfātu. Tādā veidā ogļu degšanas laikā veidojušās videi kaitīgās vielas tiek neitralizētas veidošanās vietā, t.i., krāsnī.
  Turklāt verdošā slāņa sadedzināšanas katls pēc savas konstrukcijas un darbības principa ir mazāk jutīgs pret ogļu kvalitātes svārstībām. Parastā pūderogļu katla krāsns rada milzīgu daudzumu izkausētu izdedžu, kas bieži aizsprosto siltuma pārneses virsmas un tādējādi samazina katla efektivitāti un uzticamību. Verdošā slāņa sadedzināšanas katlā ogles deg temperatūrā, kas ir zemāka par izdedžu kušanas temperatūru un līdz ar to sildvirsmu aizsērēšanas problēma ar izdedžiem pat nerodas. Šādi katli var darboties ar zemākas kvalitātes oglēm, kas dažos gadījumos var ievērojami samazināt ekspluatācijas izmaksas.
  Verdošā slāņa sadedzināšanas metode ir viegli īstenojama modulārajos katlos ar zemu tvaika jaudu. Pēc dažām aplēsēm, investīcijas termoelektrostacijai ar kompaktajiem katliem, kas darbojas pēc verdošā slāņa principa, var būt par 10-20% mazākas nekā investīcijas tradicionālai tādas pašas jaudas termoelektrostacijai. Ietaupījums tiek panākts, samazinot būvniecības laiku. Turklāt šādas stacijas jaudu var viegli palielināt, palielinoties elektriskajai slodzei, kas ir svarīgi gadījumos, kad tās pieaugums nākotnē nav zināms iepriekš. Arī plānošanas problēma ir vienkāršota, jo šādas kompaktas iekārtas var ātri uzstādīt, tiklīdz rodas nepieciešamība palielināt elektroenerģijas ražošanu.
  Verdošā slāņa sadedzināšanas katlus var integrēt arī esošajās spēkstacijās, ja nepieciešams ātri palielināt ražošanas jaudu. Piemēram, enerģētikas uzņēmums Northern States Power vienu no stacijā esošajiem pūderogļu katliem pārveidoja par gab. Minesota verdošā slāņa katlā. Renovācija veikta ar mērķi palielināt elektrostacijas jaudu par 40%, samazināt prasības kurināmā kvalitātei (katls var darboties pat ar vietējiem atkritumiem), rūpīgāk attīrīt emisijas un pagarināt stacijas kalpošanas laiku līdz plkst. 40 gadi.
  Pēdējo 15 gadu laikā tehnoloģija, ko izmanto termoelektrostacijās, kas aprīkotas tikai ar verdošā slāņa sadedzināšanas katliem, ir paplašinājušās no mazām izmēģinājuma un izmēģinājuma iekārtām līdz lielām "demonstrācijas" iekārtām. Šo staciju ar kopējo jaudu 160 MW kopīgi būvē Tenesī ielejas pārvalde, Duke Power un Kentuki Sadraudzība; Colorado-Ute Electric Association, Inc. ekspluatācijā nodeva 110 MW elektroenerģijas ražošanas iekārtu ar verdošā slāņa sadedzināšanas katliem. Ja šie divi projekti, kā arī privātā sektora kopuzņēmums Northern States Power, kura kopējais kapitāls ir aptuveni 400 miljoni USD, būs veiksmīgi, ekonomiskais risks, kas saistīts ar verdošā slāņa katlu izmantošanu enerģētikā, tiks ievērojami samazināts. .
  Vēl viena metode, kas vienkāršākā veidā pastāvēja jau 19. gadsimta vidū, ir ogļu gazifikācija, lai iegūtu “tīri degošu” gāzi. Šāda gāze ir piemērota apgaismojumam un apkurei un tika plaši izmantota ASV pirms Otrā pasaules kara, līdz to aizstāja ar dabasgāzi.
  Sākotnēji ogļu gazifikācija piesaistīja enerģētikas uzņēmumu uzmanību, kuri cerēja izmantot šo metodi, lai radītu degvielu, kas deg bez atkritumiem un tādējādi atbrīvotos no beršanas. Tagad ir kļuvis acīmredzams, ka ogļu gazifikācijai ir vēl svarīgāka priekšrocība: ģeneratora gāzes karstos sadegšanas produktus var tieši izmantot gāzes turbīnu darbināšanai. Savukārt sadegšanas produktu atkritumu siltumu pēc gāzes turbīnas var izmantot tvaika ražošanai, lai darbinātu tvaika turbīnu. Šī gāzes un tvaika turbīnu kombinācija, ko sauc par kombinēto ciklu, tagad ir viens no efektīvākajiem elektroenerģijas ražošanas veidiem.
  Gāze, kas iegūta, gazificējot ogles un atbrīvota no sēra un cietajām daļiņām, ir lieliska degviela gāzes turbīnām un, tāpat kā dabasgāze, deg gandrīz bez atkritumiem. Kombinētā cikla augstā efektivitāte kompensē neizbēgamos zaudējumus, kas saistīti ar ogļu pārvēršanu gāzē. Turklāt kombinētā cikla iekārta patērē ievērojami mazāk ūdens, jo divas trešdaļas jaudas ģenerē gāzes turbīna, kurai atšķirībā no tvaika turbīnas ūdens nav nepieciešams.
  Kombinētā cikla elektrostaciju dzīvotspēju, kas darbojas pēc ogļu gazifikācijas principa, ir pierādījusi Dienvidkalifornijas Edisonas "Cool Water" stacijas darbības pieredze. Šī stacija ar aptuveni 100 MW jaudu tika nodota ekspluatācijā 1984. gada maijā. Tā var darboties ar dažāda veida oglēm. Stacijas emisijas pēc tīrības neatšķiras no blakus esošās dabasgāzes stacijas emisijām. Sēra oksīda saturu izplūdes gāzēs notur krietni zem noteiktā līmeņa, izmantojot sēra reģenerācijas palīgsistēmu, kas atdala gandrīz visu barības degvielā esošo sēru un ražo tīru sēru rūpnieciskiem nolūkiem. Slāpekļa oksīdu veidošanos novērš, pirms sadegšanas gāzei pievienojot ūdeni, kas samazina gāzes sadegšanas temperatūru. Turklāt gazifikatorā atlikušās nesadegušās ogles tiek izkausētas inertā stiklveida materiālā, kas, atdzesējot, atbilst Kalifornijas cieto atkritumu noteikumiem.
  Papildus augstākai efektivitātei un mazākam vides piesārņojumam kombinētā cikla iekārtām ir vēl viena priekšrocība: tās var būvēt vairākos posmos, tādējādi blokos palielinot uzstādīto jaudu. Šī būvniecības elastība samazina pārmērīgu vai nepietiekamu ieguldījumu risku, kas saistīts ar nenoteiktu elektroenerģijas pieprasījuma pieaugumu. Piemēram, pirmais uzstādītās jaudas posms var darboties ar gāzes turbīnām un kā kurināmo izmantot naftu vai dabasgāzi, nevis ogles, ja šo produktu pašreizējās cenas ir zemas. Tad, pieaugot pieprasījumam pēc elektrības, papildus tiek nodots ekspluatācijā atkritumu siltuma katls un tvaika turbīna, kas palielinās ne tikai stacijas jaudu, bet arī efektivitāti. Pēc tam, kad pieprasījums pēc elektrības atkal pieaugs, stacijā varēs būvēt ogļu gazifikācijas staciju.
  Ogļu termoelektrostaciju loma ir galvenā tēma, runājot par dabas resursu saglabāšanu, vides aizsardzību un ekonomiskās attīstības ceļiem. Šie problēmas aspekti ne vienmēr ir pretrunīgi. Jauno tehnoloģisko procesu izmantošanas pieredze ogļu dedzināšanā liecina, ka tie var veiksmīgi un vienlaikus atrisināt vides aizsardzības un elektroenerģijas izmaksu samazināšanas problēmas. Šis princips tika ņemts vērā pagājušajā gadā publicētajā ASV un Kanādas kopīgajā ziņojumā par skābajiem lietus. Pamatojoties uz ziņojuma priekšlikumiem, ASV Kongress šobrīd apsver iespēju izveidot nozīmīgu nacionālu iniciatīvu, lai demonstrētu un ieviestu tīras ogļu sadedzināšanas procesus. Iniciatīvas, kas apvienos privāto kapitālu ar federālajām investīcijām, mērķis ir 90. gados ieviest jaunus ogļu sadedzināšanas procesus, tostarp verdošā slāņa katlus un gazifikatorus, lai plaši izmantotu rūpniecībā. Tomēr, pat tuvākajā nākotnē plaši izmantojot jaunus ogļu sadedzināšanas procesus, pieaugošo pieprasījumu pēc elektroenerģijas nevar apmierināt bez saskaņotu pasākumu kopuma, lai taupītu elektroenerģiju, regulētu tās patēriņu un palielinātu esošo termoelektrostaciju produktivitāti. tradicionālie principi. Pastāvīgi ekonomiskie un vides jautājumi, visticamāk, novedīs pie pilnīgi jauniem tehnoloģiskiem sasniegumiem, kas būtiski atšķiras no šeit aprakstītajiem. Nākotnē ogļu termoelektrostacijas var pārvērsties par integrētiem uzņēmumiem dabas resursu pārstrādei. Šādi uzņēmumi apstrādās vietējo kurināmo un citus dabas resursus un ražos elektroenerģiju, siltumu un dažādus produktus, pamatojoties uz vietējās ekonomikas vajadzībām. Papildus verdošā slāņa sadedzināšanas katliem un ogļu gazifikācijas iekārtām šādi uzņēmumi tiks aprīkoti ar elektroniskām tehniskās diagnostikas sistēmām un automatizētām vadības sistēmām, kā arī gūs labumu no lielākās daļas ogļu sadedzināšanas blakusproduktu izmantošanas.
  Tādējādi elektroenerģijas ražošanas uz oglēm ekonomisko un vides faktoru uzlabošanas iespējas ir ļoti plašas. Šo iespēju savlaicīga izmantošana gan ir atkarīga no tā, vai valdība spēs īstenot sabalansētu enerģijas ražošanas un vides aizsardzības politiku, kas radītu nepieciešamos stimulus elektroenerģijas nozarei. Jāraugās, lai jauni ogļu sadedzināšanas procesi tiktu izstrādāti un ieviesti racionāli, sadarbībā ar energokompānijām, nevis tā, kā tas bija ieviešot skrubera gāzu attīrīšanu. To visu var panākt, līdz minimumam samazinot izmaksas un risku, pārdomāti projektējot, testējot un uzlabojot maza mēroga izmēģinājuma iekārtas, kam seko izstrādāto sistēmu plaša komercializācija.