Haziran ayı başında Tula Bölgesi Cherepetskaya Eyalet Bölge Elektrik Santrali'nde 225 MW kurulu güce sahip dokuzuncu toz kömür ünitesi devreye alındı. Yeni kömür kapasitelerinin ortaya çıkması daha ziyade kuralın bir istisnasıdır. Peretok.ru, Rusya'da kömür üretiminin yerini neden gaz ve nükleer alırken, "yeşil" Avrupa'da tam tersine popülerlik kazandığını öğrendi.

Kaynak: sdelanounas.ru

Kömürle çalışan enerji santralleri Rusya'nın enerji sisteminde her zaman önemli bir rol oynamıştır. Ancak son yıllarda gaz ve nükleer analoglara göre önemli ölçüde yetersiz hale geldiler. Rusya Bilimler Akademisi Enerji Araştırma Enstitüsü'ne (INEI) göre, Rusya'da kömür üretiminin payı 2000'li yılların başında %27'den 2013'ün sonunda %24'e düştü (ülkenin Avrupa kısmında - %19 ila %16). Enerji sistemine getirilen yeni termal kapasite de ağırlıklı olarak gaz kullanıyor. Ancak kömürlü enerji santralleri de inşa ediliyor - örneğin aynı Cherepetskaya, Berezovskaya GRES, Krasnoyarsk CHPP-3, Blagoveshchenskaya CHPP ve diğer istasyonlarda, ancak gazlı olanlardan çok daha azı var.

Enstitüsü elektrik enerjisi endüstrisi geliştirme ve reform departmanı başkanı Fedor Veselov, aynı zamanda, kömür kullanan enerji santrallerinin yakıt dışı kaynaklarla birlikte yakıt dengesinin çeşitlendirilmesine önemli katkı sağladığını belirtti. Rusya Bilimler Akademisi Ekonomi ve Enerji Uzmanları, "Rusya'da gaz ve kömür üretimi: gerçekler ve beklentiler" yuvarlak masa toplantısında konuşuyor. Bugün, yaklaşık 110 Rus termik santrali ve eyalet bölgesi elektrik santrali kömür yakıtlı üretimdir.

Rekabetin zorlukları

Kömür istasyonları sadece ülkenin yakıt dengesini çeşitlendirmek açısından değil, aynı zamanda kömür madenciliği işletmelerinin işleyişi açısından da önemlidir. Örneğin Gazprom Energoholding'in Novocherkassk Eyalet Bölgesi Elektrik Santrali, Rostov bölgesindeki en büyük kömür tüketicisidir. ERI RAS'a göre enerji santralleri Donetsk ve Kansk-Achinsk kömürünün yanı sıra Doğu Sibirya yataklarının en önemli tüketicileri olmaya devam ediyor.

Ancak bugün kömür santrallerinin durumu arzu edilenden çok uzak. Örneğin: toplam kapasitesi 2,3 GW olan altı kömür santrali, genel anlamda 2015 yılı rekabetçi elektrik seçimini geçemedi. Zorunlu statüleri nedeniyle “kurtarıldılar”. Ancak sorun açık: Kömür kullanan enerji santrallerinin daha verimli gaz üretimiyle rekabet etmesi zor.

“İç pazarda kömür üretiminin temel sorunu, gaz kapasitelerinden kaynaklanan yüksek düzeydeki rekabettir. Bu, özellikle kömür ve gaz piyasalarındaki farklı fiyatlandırma yöntemleriyle açıklanmaktadır: İç piyasadaki kömür fiyatları, dünya pazarlarındaki eğilimler dikkate alınarak oluşturulmakta, Rusya'daki gaz fiyatları devlet tarafından düzenlenmektedir." endüstriyel ekonomi departmanı Peretok.ru'ya Rusya Federasyonu Hükümeti Victoria Gimadi Analitik Merkezi Yakıt ve Enerji Kompleksi'ni söyledi.

Ayrıca kömür istasyonlarının inşası ve işletilmesi benzin istasyonlarına göre daha pahalıdır. Böylece, enerji tedarik anlaşmalarının (CSA) parametrelerine ilişkin hükümet kararnamesi, 1 kW kömürlü termik santral inşaatı için sermaye maliyeti seviyesini 49-53 bin ruble ve gaz - 29-42 bin ruble olarak belirledi. Kömür santrallerinin işletme maliyetleri de daha yüksektir (CSA kararında yaklaşık %53 oranında).

Bir diğer sorun ise çevreseldir. Gazlı güç üniteleri emisyon açısından "daha temizdir" ve kül depolama için özel alanlara sahip olmaları gerekmez. Uzmanlara göre, bugün Rus istasyonlarında 1 milyar tondan fazla kül ve cüruf malzemesi birikmiş durumda ve bunların işlenmesi (örneğin inşaat ihtiyaçları için) henüz tam kapasiteye kadar geliştirilmedi.

Hem kömür hem de diğer üretim türleri için aynı olan birçok sorun var. Özellikle tüketicilerin ödeme yapmaması ve nakit açıklarını kapatmak için gerekli kredi kaynaklarına erişilememesi sorunu ciddi olmaya devam ediyor. “Aynı zamanda, kömür üretiminin bir özelliği de çoğu durumda birleşik üretim modunda çalışmasıdır, bu da bir yandan verimliliğini önemli ölçüde artırır ve onun avantajıdır. Öte yandan ısı piyasasının zorlukları tamamen elektrik üretimine aktarılıyor. Isı ve elektrik piyasaları arasındaki çapraz sübvansiyon halen devam etmektedir. Rusya iç pazarında termal kömürün yaklaşık %16'sını tüketen Sibirya Üretim Şirketi'nde Peretok.ru'ya, ısı için termik santrallere yönelik düşük tarifeler, kömür santrallerinin ekonomik verimliliğinde bir azalmaya yol açtığı söylendi.

Piyasayı düzenlemeye yönelik istikrarlı kuralların bulunmaması da enerji çalışanlarının kafasını karıştırıyor; kurallardaki sürekli değişiklikler, uzun vadeli yatırımların planlanmasını son derece zorlaştırıyor. Enerji santrallerindeki kazaların nedenlerinden biri olan sabit kıymetlerin onarımı ve yenilenmesine yönelik yatırımlar zarar görüyor.

Sektör katılımcıları doğrudan mali destek istemiyor, oyunun yalnızca istikrarlı kurallarını istiyor. “Bugün öncelikle kurumsal tedbirlere ihtiyaç var. Doğrudan maddi destek talep etmiyoruz. Piyasa doğru çalışıyorsa, kömür üretimi tek başına para kazanmaya yetecek kadar verimlidir. Endüstriyi düzenlerken, yalnızca maksimum fiyat kontrolü için çabalamak değil, ekipmanın normal teknik durumunun korunması da dahil olmak üzere tüm faktörlerin hesaba katılması gerekiyor” diyor Sibirya Üretim Şirketi.

Uzmanlar, Rusya'da kömür üretiminin yoğun bir şekilde geliştirilmesi için şu anda herhangi bir önkoşulun bulunmadığına inanıyor. “Kömürlü termik santrallerin ülkenin yakıt dengesindeki payında önemli bir artış beklememeliyiz; büyük ihtimalle gelecekte de rolleri değişmeyecek (termik santrallerde yakıt tüketiminde yaklaşık %25 civarında kalacak). ),” diyor Victoria Gimadi. Ona göre, kömür tüketimi ve üretimi kaynaklarının göreceli bölgesel yakınlığına göre belirlenen Sibirya ve Uzak Doğu bölgelerinde kömür istasyonları inşa edilecek. Aynı adı taşıyan yataktan kömür kullanabilen büyük bir enerji santrali olan ihracata yönelik Erkovets TPP'nin projesi orada tasarlandı. Termik santralde üretilen elektriğin Çin'e tedarik edilmesi bekleniyor. Victoria Gimadi, "Diğer bölgelerde (örneğin, Rusya'nın orta kesiminde) kömür üretiminin büyük ölçekli gelişimi, düşük ekonomik verimlilik nedeniyle pek mümkün değil: farklı üretim türleri arasındaki yüksek düzeyde rekabet, yüksek nakliye maliyetleri" diyor.

Kömür gazı taşıdı

Kömür üretimine yönelik beklentiler göz önüne alındığında, Avrupa'ya dikkat etmek ilginçtir. Bir yandan AB, yeşil enerji teknolojilerinin en gürültülü savunucularından biri ve aynı zamanda son yıllarda önemli miktarda kömür kapasitesi ekledi (temiz teknolojiler denildiğinde muhtemelen akla gelen son şey kömürdür). Ekonomik faktörler rol oynadı. Doğal Tekel Sorunları Enstitüsü'nün (IPEM) yakıt ve enerji sektörü başkanı Alexander Grigoriev'in belirttiği gibi, öncelikle AB'de gaz ve kömür fiyatları arasındaki fark önemli ölçüde daraldı. Enstitüye göre, 2007 yılında gaz ve kömür fiyatlarının oranı 1,6 iken, 2013 yılında bu oran 3,0'a ulaştı. İkinci olarak, karbon kota fiyatlarındaki düşüş bir rol oynamıştır (gaz üretimine yapılan yatırımlar, kota maliyetinin ton CO2 başına 34-38 avrodan fazla olduğu durumlarda etkilidir). Üçüncüsü, 2008 ekonomik krizinin de etkisi oldu, sanayi üretimi ve buna bağlı olarak elektrik tüketimi de azaldı.

Bu faktörler gazlı termik santrallerin yeterince kullanılmamasına yol açtı. Sahipler birçok istasyonu rafa kaldırdı, bazıları tamamen söküldü. Ve kömür yakıtı kullanarak termik santral kurmak daha karlı hale geldi. Ayrıca Avrupa'nın en büyük enerji kaynağı tüketicisi olan Almanya'da, Mart 2011'de yaşanan Fukuşima kazasının ardından hükümet, tüm nükleer santrallerin kademeli olarak kapatılmasına karar vermişti.

Böylece, IPEM'e göre, 2012'den Nisan 2015'e kadar Avrupa ülkelerinde (başta Almanya'da) 10,1 GW kömür yakıtlı üretim devreye alındı; bu, devreye alınan gaz kapasitesinin neredeyse altı katı. 8,6 GW'lık başka bir kömür yakıtlı kapasite ise yapım aşamasındadır: Polonya'da 3,3 GW, Hollanda'da 2,7 GW, Almanya'da 1,8 GW.

Ancak çoğu AB ülkesinin (Norveç hariç) kendi gazına sahip olmadığını, dolayısıyla kömür üretiminin geliştirilmesinin büyük ölçüde ekonomik faktörlerden dolayı zorunlu bir önlem olduğunu anlamalıyız. Böylece SPIEF oturum aralarında İtalyan enerji şirketi Enel'in başkanı Francesco Starace, elektrik endüstrisinde gaz yerine kömür tüketiminin artmasıyla ilgili durumun uzun sürmeyeceğini, gazın daha fazla kullanılacağını söyledi. Önümüzdeki yıllarda Avrupa ülkelerinin enerji sektörü. “Bunun uzun süreceğini düşünmüyorum, bu geçici bir durum. İstasyonlarımızı gazdan kömüre çevirmeyi planlamıyoruz. Gelecek yıllarda gazın Avrupa'da kömürden çok daha önemli olacağını düşünüyorum,” diye aktarıyor Interfax Starace.

Konuyla ilgili diğer materyaller

Kömür üzerinde dans etmek

Rusya enerji sisteminde gaz üretiminin payındaki hızlı artışın önümüzdeki yıllarda durması gerekiyor ve uzun vadede mavi yakıtla çalışan istasyonların payı, kömürlü termik santrallerin kapasitesine göre tamamen azalacak. Bu, Rus yetkililerin yakıt dengesinin çeşitlendirilmesine, kömür endüstrisi için iç pazarın geliştirilmesine ve aynı zamanda kömür üretimini sadece verimli değil aynı zamanda verimli hale getirmek için yeni teknolojileri kullanma umutlarına dayanan anlamlı bir tercihidir. çevre dostu.

27 Mart 2014, 14:12

Yandex arama sorgularını inceleyerek enerjiyle ilgili bilgilerin yayılmasının ilginç özelliklerini keşfedebilirsiniz. Arama motoru kullanıcıları “yenilenebilir enerji kaynakları” ve “elektrikli araçlar” kelimesini “kömür enerjisi” kelimesinden 5-12 kat daha sık aratıyor. Gerçek hayatta bunun tersi doğrudur; 2017'de kömür santralleri dünyada gaz santrallerinden bir buçuk kat daha fazla elektrik üretti ve nükleer santraller, hidroelektrik santraller ve nükleer santraller de dahil olmak üzere neredeyse tüm diğerlerinin toplamı kadar elektrik üretti. yenilenebilir enerji kaynakları.

Gerçekten de kömür üretimi, Büyük Britanya ve Almanya'daki endüstriyel patlamadan bu yana küresel elektrik enerjisi endüstrisinin temeli olmaya devam ediyor - geleneksel olarak "burada ve şimdi" hızlı ekonomik büyümenin sağlanmasının gerekli olduğu ve kendi ucuz ve ekonomik büyümesinin olduğu yerlerde gelişmiştir. erişilebilir termal kömür. Bugün Çin, Hindistan ve Güneydoğu Asya ülkelerinde katı “siyah altın” baskın elektrik kaynağıdır.

Başka bir şey de doğrudur. 20. yüzyılda kömürle çalışan elektrik santralleri şimdikinden çok daha sessiz çalışıyordu. İnsanlar hava saflığı konusunda giderek daha duyarlı hale geliyor ve düşük bacalı eski kömürle çalışan enerji santralleri, atmosferi ana kirleticiler olmaya ideal bir şekilde uygun hale geliyor. Durum neredeyse her zaman böyle değil; fabrikalar ve arabalar daha az emisyon yaymıyor, ancak kömür enerjisinin daha temiz ve daha temiz hale gelmesi gerekiyor: pahalı filtreler takın, kükürdü alçıtaşı içinde tutun, nitrojeni geri kazanın. Öte yandan, giderek daha fazla ülke (halihazırda 40 ve 20'den fazla ulus-altı kuruluş) küresel iklim değişikliğini önlemek için karbondioksit emisyonlarını azaltmanın gerekliliği konusunda hemfikir ve kömürle çalışan enerji santralleri, karbon dioksit emisyonları yaydıkları için baskı altına giren ilk santraller oluyor. gazla çalışanlardan daha fazla CO2. Karbon ödemeleri, özellikle doğal gaz ve daha ucuz yenilenebilir enerji kaynakları karşısında kömür enerjisini daha az rekabetçi hale getiriyor. Sonuç olarak, birçok yatırımcı kömür üretimindeki projelerin finansmanını durdurduğunu açıklıyor, bazı ülkelerin hükümetleri bundan vazgeçtiğini açıklıyor ve gelişmiş ülkelerde kömürden elde edilen elektrik hacmi azalıyor.

Bu, yarın kömür santrallerinin yerini rüzgar türbinlerinin alabileceği anlamına mı geliyor? Kesinlikle hayır, her ne kadar dünya elektrik sektörünün bu en büyük sektöründe gerçekten ciddi değişiklikler olsa da, önümüzdeki 20-30 yılda büyük bir “kömürden çıkış”, mevcut tüm zorluklar dikkate alındığında bile gerçekçi değil. Yıllar geçtikçe, kömür enerjisi endüstrisinin ciddi şekilde modernleşmesi ve daha temiz hale gelmesi, "temiz kömür" teknolojilerini geniş çapta tanıtması gerekecek. Kömür santralleri bazı gaz santrallerinden daha temiz olabilir, yüksek manevra kabiliyetine sahip ve esnek olabilir ve çitlerin yakınında yaşayan vatandaşlarla barış ve uyum içinde çalışabilir; bu Japonya, Almanya ve diğer ülkelerde zaten kanıtlanmıştır, ancak henüz 2017'de hayata geçirilmemiştir. diğer herkes. Bu nedenle, bir zamanlar kömürle çalışan Kashirskaya GRES ile karşılaştırılabilecek Isogo kömür istasyonu, 3,7 milyon nüfusa sahip Japonya'nın en büyük limanı Yokohama'nın merkezine 7 km uzaklıkta bulunuyor (karşılaştırma için Muskovitler deneyebilir) Sokolniki'de bir yerde Kashirskaya GRES'i hayal edin).

Uluslararası kuruluşların çoğu tahminine göre, dünyadaki kömür üretiminin payı gözle görülür biçimde azalacak (2017'de %38'den 2040'a kadar %20-25'e), ancak üretim hacimleri açısından kömür üretimi yaklaşık olarak mevcut seviyede kalacak. - Gelişmiş ülkelerdeki büyük çaplı azalmalarla birlikte, gelişmekte olan bazı ülke ekonomileri bunu artırmaya devam edecek. Ucuzluk, bulunabilirlik, depolama kapasitesi gibi birçok avantajı olan kömür, küresel zorluklara dayanabilecek mi? Açıkçası bu sorunun net bir cevabı olmayacak; her şey belirli bir bölgedeki hangi kaynağın en yüksek ekonomik ve çevresel verimliliği göstereceğine bağlı.

Peki ya Rusya'da? Ülkemizde de yaklaşık olarak aynı şey oluyor: Moskova ve St. Petersburg'dan Vladivostok'a kadar kömürle çalışan termik santrallerdeki sorunların ana nedeni kentsel ekolojiydi ve ucuz, erişilebilir ve kullanımı kolay gaz yavaş yavaş kömürün yerini alıyor. gaz boru hatlarının ulaştığı yakıt sepetinden. Ancak çevre sorunlarını çözmenin bu yöntemi her yerde işe yaramıyor. Örneğin Sibirya'nın tamamı gazlaştırılamaz ve aslında bunu da istemiyor: Kuzbass'ta düzinelerce kömürle çalışan tek sanayi kenti faaliyet gösteriyor, milyonlarca Sibiryalı sadece elektrik değil, aynı zamanda kömürle çalışan termik enerjiden ısı da alıyor. bitkiler.

Moskova Yönetim Okulu Skolkovo Enerji Merkezi tarafından yapılan bir araştırma, gelecekte Rusya'da kömür yakıtlı üretim için üç seçeneği inceliyor.

“Her şey yolunda gitsin” senaryosunda gaz, kademeli olarak termik santrallerin yakıt sepetinden kömürü çıkarmaya devam edecek, ancak genel olarak kömürle çalışan termik santrallerin üretimi 2040 yılına kadar mevcut seviyede kalacak. Diğer iki seçenek kutupsaldır ve halihazırda hararetli tartışmalara neden olmaktadır.

Araştırmaya göre “yeşil” senaryo, ülkemizde bir karbon ücreti sisteminin başlatılmasını (bu arada, ilgili yasa tasarısı Ekonomi Bakanlığı tarafından Aralık 2018'in başında onaylanmak üzere bakanlıklara gönderildi) ve karbon ücreti sisteminin sıkılaştırılmasını içeriyor. Enerji sektöründe çevre politikası. Tahmin edilebileceği gibi bu gelişmenin ilk kurbanı kömür üretimi olacak ve bir adım sonra toplum ve hükümet kömür madenciliği yapılan bölgeleri destekleme konusunu çözmek zorunda kalacak.

“Kömür” senaryosu, kömür enerjisine yönelik, verimliliğin ve “temizliğin” artırılmasına “bağlı” teşviklerden oluşabilir. Burada, kömürle çalışan kazan dairelerinin kapatılmasıyla kömürle çalışan termik santrallerin geliştirilmesinden, yerli “temiz kömür” teknolojilerinin geliştirilmesinden, endüstrinin ciddi modernizasyonundan - piyasada halihazırda başlatılan mekanizmaların kullanılması da dahil olmak üzere - bahsediyoruz. termal enerji (alternatif kazan dairesi) ve elektrik enerjisi (DPM-2) ve ek kaynaklar.

Toplum, yetkililer ve enerji şirketleri hangi seçeneğe yöneleceklerine karar vermeli. Bu, en iyi arama motorlarında hangi haberlerin ve sorguların olacağı meselesi değil. Bu, kömür üretimiyle doğrudan veya dolaylı olarak bağlantılı olan milyonlarca insanın yaşam kalitesiyle ilgili bir sorundur.

Tanım

Kömür yakıtlı mini CHP'lerin temel amacı, özellikle çeşitli nedenlerden dolayı yeterli miktarda buhar bulunmayan alanlarda, teknolojik sürecin buhar gerektirdiği endüstriyel tesislere ısı, buhar ve elektrik sağlama sorunlarını çözmektir. gaz veya sıvı yakıt (veya bu tür yakıtların kullanımının kârsız veya zor olduğu) ve doğrudan kömür madenciliği yapılan alanlar. Kömürle çalışan kazan dairelerinin ve mini CHP'lerin tasarımı, inşası ve yeniden inşası, gaz ve dizel kazan dairelerindeki benzer çalışmalardan özel bir şekilde farklıdır ve güvenilir çalışma ve yüksek verimlilik sağlamak için ek sorunların çözülmesini gerektirir. Yakıt - kömürden elde edilen kömür XOMOD yangın kutusunda hidrolik iticili bir yükleyici ile depodan bir sığınağa. Daha sonra bunkerden kömür porsiyonlar halinde otomatik olarak XOMOD yanma odasına beslenir (yükleme penceresi 1200x250). Hışırtılı çubuklu XOMOD yanma odasında kömür, akışkan yatakta yanıyor. Baca gazları, sıcak su kazanında ve ekonomizörde ısı verir. Bir duman aspiratörü kullanılarak baca gazları ortak bir bacaya ve ardından kazan dairesinin çelik bacasına yönlendirilir. Yanmış kömür kalıntıları - cüruf ve kül - konveyörle cüruf depolama hunisine alınır. Bunkerdeki cüruf karayoluyla uzaklaştırılır. Kömür kazan dairesindeki tüm elektrikli ekipmanlar ve kazan ünitesi kontrol kabininden kontrol edilir. Kazan dairesindeki su sirkülasyonu, ana devrenin santrifüj pompası kullanılarak gerçekleştirilir. Plakalı ısıtıcılarda ısıyı şebeke suyuna aktaran primer devrenin dönüş suyu, kazan ekonomizerinin girişine dönerek 70 dereceye kadar ısıtılır ve kazanın arka tarafında bulunan alt kollektörlere verilir. kazan. Isıtılan su, kazanı üstten terk eder ve plakalı ısı eşanjörlerinin - şebeke su ısıtıcılarının girişine tekrar girer. Kazan hazırlanmış su ile beslenir. Kontrol paneli, kazan dairesinin çalışmasının (belirli bir programa göre başlatılması ve durdurulması) ve ayrıca acil durdurmanın (yakıt beslemesinin engellenmesi, fan fanının çalışması, duman aspiratörünün çalışması) otomatik olarak kontrol edilmesini sağlar. Güvenilir ve verimli bir ısıtma sistemine ve teknolojisine ihtiyacınız varsa, UGK modüler kazan evlerinden, ucuz ısı ve elektrik üretimi için enerji tasarruflu buhar türbinleri kullanan mini CHP enerji santrallerine kadar en iyi çözümü bulacaksınız (Buhar türbinleri bölümüne bakın) ve turbo sürücüler).

Satıcıyla iletişime geçin

Kazan dairelerinde ve mini CHP'lerde kömür kullanmanın başlıca avantajları şunlardır: 1. Mini CHP'lerde yakıt temini ve kömürün yakılması için patentli teknoloji; 2. Kömürle çalışan mini CHP'ler için güvenilir mekanizasyon ve otomasyon sistemi; 3. Düşük kaliteli kömürle verimli yanma (her şeyi yiyen XOMOD teknolojisi kullanılır); 4. Üretilen elektrik ve ısının düşük maliyeti; 5. Hızlı inşaat imkanı; 6. Düşük yakıt tüketimi; 7. Ekipmanın uzun servis ömrü; 8. Çevre güvenliği.

Ülkemizde elektriğin yaklaşık %80'ini termik santraller üretmektedir. Bu istasyonlar kömür, turba, şist ve doğalgazla çalışıyor. Örneğin kömürle çalışan bir termik santralin çalışma prensibini düşünün. Kömür demiryoluyla istasyona taşınıyor, boşaltılıyor ve depolanıyor.

Büyük kömür yığınlarının zayıf ve yavaş yandığı bilinmektedir.

Kömür tozu yakılarak yanma süreci önemli ölçüde iyileştirilebilir. Bu nedenle ithal kömür önce kırılır, daha sonra ağır çelik bilyalar, bilyalı değirmenlerde kömür parçalarını ince toz haline getirir. Sıcak hava akımıyla bu toz, özel brülörler aracılığıyla buhar kazanının fırınına üflenir. Anında yanan toz, yanma sıcaklığı 1500 dereceye kadar çıkan parlak bir alev meşalesine dönüşür. Alev, kazan fırınının yan duvarlarının iç kısmını kaplayan ince tüplerdeki suyu ısıtır. Sıcak baca gazları bacadan aşağıya doğru akar ve yolda kaynayan tüplerle karşılaşır.

İçlerinde alevle ısıtılan su buhara dönüşür

Daha sonra gazlar, kazandaki su rezervlerini yenilemek ve içindeki suyu ısıtmak için bir cihaz olan ekonomizere girer. Daha sonra gazlar, kazan brülörlerine giren havayı kömür tozuyla birlikte ısıtan hava ısıtıcısına girer.

Şöminede iyi bir hava akımı varsa kömür iyi yanar. Yüksek boru güçlü çekiş sağlar. Bununla birlikte, güçlü kazanlar için boru yeterli değildir - ayrıca güçlü duman aspiratörlerinin takılması gerekir. Baca gazları çok fazla kül taşır. Bu nedenle kül toplayıcılarda temizlenir ve kül, kül depolama alanlarına taşınır.

Yukarıdaki kömür yakma işleminin karmaşıklığı, yüksek verimlilikle tamamen haklıdır. Böyle bir termik santral, kömürün içerdiği ısının %90'a kadarını elektrik enerjisine dönüştürür.

Böylece yakıt yanarak enerjisini suya aktardı. Kazandaki su buhara dönüştü. Ancak bu buharın henüz türbine girmesine izin verilemez - yeterince sıcak değildir ve soğudukça hızla su damlalarına dönüşecektir. Bu nedenle buhar, kazan boruları ile ekonomizer arasındaki bacada bulunan kızdırıcının bobinlerine girer. Burada buhar ayrıca 150-250 atmosfer basınçta 500-600 derece gibi çok yüksek bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Bu sıkıştırılmış ve aşırı ısıtılmış buhar, buhar hatları aracılığıyla buhar türbinlerine gönderilir.

Termik santrallerdeki türbinler sadece farklı kapasitelerde değil aynı zamanda farklı tasarımlarda da mevcuttur. Onlarca kilovat gücünde küçük tek kademeli türbinler var. Ayrıca çok kademeli türbinler de var - 500 ila 1500 kilovat kapasiteli devler.

Türbin girişindeki buharın sıcaklığı ve basıncı ne kadar yüksek, çıkışta ise ne kadar düşük olursa türbin o kadar fazla buhar enerjisi kullanır.

Türbin çıkışındaki buharın sıcaklığını ve basıncını azaltmak için havaya salınmaz, yoğunlaştırıcıya gönderilir. Kondenserin içinde soğuk su ince pirinç borular içerisinden dolaşır. Buharı soğutarak yoğuşma adı verilen suya dönüştürür. Bu, kondenserdeki basıncın atmosfer basıncından 10-15 kat daha düşük olmasına neden olur.

Böylece neredeyse tüm enerjisinden vazgeçen buhar, yoğuşmaya dönüşür - kimyasal veya mekanik kirlilik içermeyen çok temiz suya. Bu arıtılmış suya kazanlarda ihtiyaç duyulur, bu nedenle yoğuşma suyu kazana geri pompalanır ve termik istasyondaki su döngüsü kapatılır.

Tipik olarak, güçlü bir buhar türbini dakikada 3000 devir hıza sahiptir ve şaftı, saniyede 50 devir frekansı ve 10-15 bin voltaj ile üç fazlı alternatif akım üreten bir elektrik jeneratörünün şaftına doğrudan bağlanır. volt. Elektrik bir termik santralin ana ve en önemli ürünüdür.

Çoğu istasyonda üretilen elektrik üç akışa bölünür

Bir kısmı kablo aracılığıyla yakındaki tüketicilere gönderiliyor. %8'e kadar olan diğer küçük kısım ise istasyonun kendi teknolojik ihtiyaçlarını karşılamaya gidiyor. Üretilen elektriğin çoğu, istasyondan onlarca ve yüzlerce kilometre uzakta bulunan şehirlere ve endüstriyel işletmelere yöneliktir. Elektrik, 110, 220, 400, 500 ve 800 bin volt gerilimdeki yüksek gerilim hatları aracılığıyla uzun mesafelere iletilmektedir. Bu kadar yüksek voltaj oluşturmak için istasyonda yükseltici bir trafo merkezi ve yüksek voltajlı bir şalt sistemi bulunur. Yüksek gerilim enerji hatları ondan şehirlere ve işletmelere yayılıyor.

Açıklanan enerji santrali kapalı bir su döngüsüne sahiptir, yalnızca elektrik akımı üretir ve "yoğuşma" olarak adlandırılır (çünkü tüm buhar yoğunlaştırıcıya girer).

Ancak elektriğin yanı sıra buhar ve sıcak suya da ihtiyacınız var. Bunları elde etmek için enerji santrallerine özel ısıtma türbinleri kurulur. Yüksek ve alçak basınç silindirleri olmak üzere iki parçadan oluşurlar. Buhar, yüksek basınç silindirinde dışarı atılır ve buharın yalnızca bir kısmı alçak basınç silindirine girer. Diğer kısmı ise türbinden alınarak ısı değiştiriciye gönderilir. Burada çok sıcak türbin buharı suyu ısıtarak ikincil buhara dönüştürür. Daha sonra türbin buharı yoğunlaştırıcıya doğru ilerler ve ikincil buhar tüketiciye gönderilir.

Şehirde, ikincil buharın bir kısmı, konut binalarında alan ısıtma ve evsel ihtiyaçlar için suyu ısıtan ısı eşanjörlerinde - kazanlarda - bitiyor.

Elektrik enerjisi ile ısıyı aynı anda sağlayan termik santrallere kombine ısı ve enerji santralleri (CHP) adı verilmektedir. Yakınlarda uygun su kütleleri varsa, zengin kömür yataklarının, turba bataklıklarının yakınında yoğuşmalı enerji santralleri inşa etmek avantajlıdır.

Böyle bir istasyonun şehirden uzaklığına rağmen, elektrik akımının teller aracılığıyla iletilmesi, yakıtın (turba, kömür vb.) taşınmasından çok daha basit ve daha karlı olduğu ortaya çıkıyor.

Şehirlerin ve büyük fabrikaların yakınında termik santral kurmak da karlı. Bu istasyonlar şehre hem ısı hem de elektrik sağlayacak. Doğal gazla çalışan modern termik santraller pratik olarak havayı kirletmez ve herhangi bir şehrin veya büyük sanayi kuruluşunun vazgeçilmez yoldaşlarıdır. Ayrıca bir termik santralin inşası, örneğin bir hidroelektrik santralinin inşasından çok daha ucuzdur ve daha az zaman alır. Gaz yakıtlı termik santraller, en güvenli enerji kaynağı olduğundan her alanda hızla kurulabilmektedir.

Kompleks hakkında kısaca – Elektrik üretimi için termik santral

• Resim, resim, fotoğraf galerisi.
• Termik santral - temeller, fırsatlar, beklentiler, gelişme.
• İlginç gerçekler, faydalı bilgiler.
• Yeşil haber – Termik santral.
• Malzemelere ve kaynaklara bağlantılar – Elektrik üretimi için termik santral.

İlgili Gönderiler

13.12.2010
  Rusya Devlet Başkanı Dimitri Medvedev 13 Aralık'ta ülkenin Güvenlik Konseyi toplantısında hükümete kalkınma talimatı verdi. enerji güvenliği doktrini. Bu tarafından rapor edilmiştir RIA Novosti
  ........................................
  Başkan, şu anda Rusya'da gazın haksız yere sıklıkla enerji santrallerinde kullanıldığını belirtti. Cumhurbaşkanının, "Kömürün verimli bir şekilde kullanılabileceği termik santraller ve kazan dairelerinde bile 'mavi yakıt'a geçerek gaz rezervlerimizi hâlâ haksız yere israf ediyoruz" dediği kaydedildi. "Interfaks".   Mevcut termik santralleri modernize etmenin ve yeni termik santraller inşa etmenin mümkün olduğu, aynı zamanda elektrik üretim maliyetinin ve çevreye zararlı emisyonların azaltılmasının mümkün olduğu bu tür tasarım çözümleri vardır.

RICHARD E. BOLZHEISER, KURT E. IGER
  "Bilim Dünyasında" (Scientific American) No. 11 1987

1879'da ne zaman Thomas Alva Edison Akkor lambayı icat ettiğinde elektrifikasyon çağı başladı. Büyük miktarlarda elektrik üretmek, ucuz ve kolay bulunabilen yakıt gerektiriyordu. Kömür bu gereksinimleri karşıladı ve ilk enerji santralleri (19. yüzyılın sonunda Edison'un kendisi tarafından inşa edildi) kömürle çalışıyordu. Ülke giderek daha fazla enerji santrali inşa ettikçe kömüre olan bağımlılığı da arttı. Birinci Dünya Savaşı'ndan bu yana Amerika Birleşik Devletleri'ndeki yıllık elektrik üretiminin yaklaşık yarısı kömürle çalışan termik santrallerden geliyor. 1986 yılında bu santrallerin toplam kurulu gücü 289.000 MW olup, ülkede üretilen toplam kömürün (900 milyon ton) %75'ini tüketmektedir. Nükleer enerjinin gelişmesi ve petrol ve doğalgaz üretiminin büyümesine ilişkin mevcut belirsizlikler göz önüne alındığında, yüzyılın sonuna kadar kömürle çalışan termik santrallerin üretilen tüm elektriğin %70'e kadarını üreteceği varsayılabilir. ülkede.
  Bununla birlikte, kömürün uzun süredir ana elektrik kaynağı olmasına ve uzun yıllar da öyle kalacak olmasına rağmen (Amerika Birleşik Devletleri'nde tüm doğal yakıt türlerinin rezervlerinin yaklaşık %80'ini oluşturmaktadır), hiçbir zaman ana elektrik kaynağı olmamıştır. enerji santralleri için en uygun yakıt. Kömürün birim ağırlık başına spesifik enerji içeriği (yani kalorifik değeri), petrol veya doğal gazdan daha düşüktür. Taşınması daha zordur ve ayrıca kömürün yakılması, başta asit yağmuru olmak üzere bir takım istenmeyen çevresel sonuçlara neden olur. 60'lı yılların sonlarından bu yana, kül ve cüruf formundaki gaz ve katı emisyonlarla çevre kirliliğine yönelik daha sıkı gereklilikler nedeniyle kömürle çalışan termik santrallerin çekiciliği keskin bir şekilde azaldı. Bu çevre sorunlarını çözmenin maliyeti, termik santraller gibi karmaşık tesislerin inşasının artan maliyetiyle birlikte, bu tesislerin gelişme umutlarını tamamen ekonomik açıdan daha az elverişli hale getirdi.
  Ancak kömürle çalışan termik santrallerin teknolojik altyapısı değiştirilirse eski çekiciliği yeniden kazanılabilir. Bu değişikliklerin bazıları doğası gereği evrimseldir ve öncelikle mevcut tesislerin kapasitesinin artırılmasını amaçlamaktadır. Aynı zamanda, atıksız, yani çevreye en az zarar verecek şekilde kömür yakılması için tamamen yeni prosesler geliştirilmektedir. Yeni teknolojik süreçlerin uygulamaya konması, gelecekteki kömür yakıtlı termik santrallerin çevre kirliliği derecesi açısından etkin bir şekilde kontrol edilebilmesini, farklı kömür türlerini kullanma yeteneği açısından esnekliğe sahip olmasını ve uzun inşaat süreleri gerektirmemesini sağlamayı amaçlamaktadır.

Kömür yakma teknolojisindeki ilerlemelerin önemini anlamak için, geleneksel kömür yakıtlı termik santralin işleyişini kısaca ele alalım. Kömür, içinde suyun buhara dönüştürüldüğü boruların bulunduğu büyük bir oda olan bir buhar kazanının fırınında yakılır. Fırına beslenmeden önce kömür, yanıcı gazların yakılmasıyla hemen hemen aynı yanma tamlığının elde edilmesi nedeniyle toz haline getirilir. Büyük bir buhar kazanı saatte ortalama 500 ton toz kömür tüketerek 2,9 milyon kg buhar üreterek 1 milyon kWh elektrik enerjisi üretmeye yetiyor. Kazan aynı zamanda atmosfere yaklaşık 100.000 m3 gaz yayar.
  Üretilen buhar, sıcaklığının ve basıncının arttığı bir kızdırıcıdan geçer ve ardından yüksek basınçlı türbine girer. Türbin dönüşünün mekanik enerjisi bir elektrik jeneratörü tarafından elektrik enerjisine dönüştürülür. Daha yüksek enerji dönüşüm verimliliği elde etmek amacıyla, türbinden gelen buhar genellikle ikincil aşırı ısıtma için kazana geri gönderilir ve ardından soğutma yoluyla yoğunlaştırılmadan önce bir veya iki düşük basınçlı türbini çalıştırır; yoğuşma suyu kazan çevrimine geri gönderilir.
  Bir termik santralin ekipmanı, yakıt besleme mekanizmalarını, kazanları, türbinleri, jeneratörleri, ayrıca karmaşık soğutma sistemlerini, baca gazı arıtmasını ve kül gidermeyi içerir. Tüm bu ana ve yardımcı sistemler, tesis kurulu kapasitesinin %20'sinden maksimuma kadar değişen yüklerde 40 yıl veya daha uzun süre yüksek güvenilirlikle çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Tipik bir 1000 MW termik santral için sermaye ekipmanı maliyetleri genellikle 1 milyar doları aşmaktadır.

Kömürün yakılmasıyla açığa çıkan ısının elektriğe dönüştürülme verimliliği 1900'den önce yalnızca %5 iken 1967'de bu oran %40'a ulaştı. Yani yaklaşık 70 yıllık bir süreçte üretilen birim elektrik enerjisi başına kömürün spesifik tüketimi 8 kat azaldı. Buna göre termik santrallerin 1 kW kurulu gücünün maliyetinde bir azalma oldu: 1920'de 350 dolar iken (1967 fiyatlarıyla), 1967'de verilen elektriğin fiyatı da 130 dolara düştü. 1 kWh başına 25 sentten 2 sente kadar.
  Ancak 60'lı yıllardan itibaren ilerlemenin hızı düşmeye başladı. Bu eğilim, geleneksel termik santrallerin, termodinamik yasaları ve kazanların ve türbinlerin yapıldığı malzemelerin özellikleri tarafından belirlenen mükemmellik sınırına ulaşmış olmasıyla açıklanıyor gibi görünüyor. 70'li yılların başından itibaren bu teknik faktörler yeni ekonomik ve organizasyonel nedenlerle daha da ağırlaştı. Özellikle sermaye maliyetleri keskin bir şekilde arttı, elektriğe olan talebin büyüme hızı yavaşladı, çevreyi zararlı emisyonlardan korumaya yönelik gereksinimler daha sıkı hale geldi ve enerji santrali inşaat projelerinin uygulanmasına yönelik zaman çerçevesi uzadı. Bunun sonucunda uzun yıllardır düşüş eğiliminde olan kömürden elektrik üretmenin maliyeti hızla arttı. Gerçekten de, yeni termik santraller tarafından üretilen 1 kW'lık elektriğin maliyeti artık 1920'ye göre (karşılaştırılabilir fiyatlarla) daha fazladır.

  Güney Kaliforniya Edison'un "Soğuk Su" DEMONSTRASYON TESİSİ, atıksız yanma gazı üretmek için günde 1.000 ton kömür işliyor.
  Yanma ürünleri bir elektrik jeneratörünün gaz türbinini çalıştırır. Egzoz gazlarından gelen atık ısı, başka bir elektrik jeneratörünün buhar türbinini döndüren su buharı üretmek için kullanılır.
  Fotoğrafta iki kömür sığınağı gösterilmektedir (ortada). Sağlarında bir gazlaştırma tesisi, bir gaz soğutma sistemi ve elektrik üretim ekipmanı bulunmaktadır.

Son 20 yılda, kömür yakıtlı termik santrallerin maliyeti en çok gazların uzaklaştırılmasına yönelik katı gerekliliklerden etkilendi.
  sıvı ve katı atık. Modern termik santrallerdeki gaz temizleme ve kül giderme sistemleri artık sermaye maliyetlerinin %40'ını, işletme maliyetlerinin ise %35'ini oluşturmaktadır. Teknik ve ekonomik açıdan bakıldığında, bir emisyon kontrol sisteminin en önemli unsuru, genellikle ıslak (yıkayıcı) sistem olarak adlandırılan baca gazı kükürt giderme ünitesidir. Islak toz toplayıcı (yıkayıcı), kömürün yanması sırasında oluşan ana kirleticiler olan kükürt oksitleri yakalar.
  Islak toz toplama fikri basit ancak pratikte zor ve pahalı olduğu ortaya çıkıyor. Alkali bir madde, genellikle kireç veya kireç taşı, suyla karıştırılır ve çözelti, baca gazı akışına püskürtülür. Baca gazlarında bulunan kükürt oksitler alkali parçacıklar tarafından emilir ve inert sülfit veya kalsiyum sülfat (alçıtaşı) formunda çözeltiden düşer. Alçı kolaylıkla sökülebilir veya yeterince temizse yapı malzemesi olarak pazarlanabilir. Daha karmaşık ve pahalı temizleme sistemlerinde alçı kalıntısı, daha değerli kimyasal ürünler olan sülfürik asit veya elementel kükürte dönüştürülebilir. 1978'den bu yana, pulverize kömür yakıtı kullanan inşaat halindeki tüm termik santrallerde yıkayıcıların kurulumu zorunlu hale geldi. Sonuç olarak, ABD enerji endüstrisi artık dünyanın geri kalanından daha fazla temizleme tesisine sahip.
  Yeni istasyonlarda bir temizleme sisteminin maliyeti genellikle kurulu kapasitenin 1 kW'ı başına 150-200 $'dır. Başlangıçta ıslak gaz temizleme olmadan tasarlanan mevcut istasyonlara yıkayıcıların kurulması, yeni istasyonlara göre %10-40 daha fazla maliyetlidir. Scrubberların işletme maliyetleri, eski veya yeni tesislere kurulmasına bakılmaksızın oldukça yüksektir. Temizleyiciler, çökeltme havuzlarında tutulması veya çöplüklere atılması gereken büyük miktarlarda alçı çamuru üreterek yeni bir çevre sorunu yaratıyor. Örneğin %3 kükürt içeren taşkömürüyle çalışan 1000 MW kapasiteli bir termik santral, yılda 1 km2 alanı yaklaşık 1 m kalınlığında bir tabaka ile kaplayabilecek kadar çamur üretmektedir.
  Ayrıca ıslak gaz temizleme sistemleri çok fazla su tüketir (1000 MW'lık bir tesiste su akışı yaklaşık 3800 l/dak'dır) ve ekipmanları ve boru hatları sıklıkla tıkanmaya ve korozyona maruz kalır. Bu faktörler işletme maliyetlerini artırır ve genel sistem güvenilirliğini azaltır. Son olarak yıkayıcı sistemlerde, istasyon tarafından üretilen enerjinin %3 ila %8'i, bacalarda yoğuşma ve korozyonu önlemek için gerekli olan pompaların ve duman aspiratörlerinin çalıştırılmasında ve gaz temizliği sonrasında baca gazlarının ısıtılmasında harcanmaktadır.
  Amerikan enerji endüstrisinde yıkayıcıların yaygın şekilde benimsenmesi ne kolay ne de ucuzdu. İlk gaz yıkayıcı kurulumları, diğer tesis ekipmanlarına göre önemli ölçüde daha az güvenilirdi, dolayısıyla gaz yıkayıcı sistemlerinin bileşenleri, büyük bir güvenlik ve güvenilirlik marjıyla tasarlandı. Yıkayıcıların kurulumu ve çalıştırılmasıyla ilgili zorluklardan bazıları, yıkayıcı teknolojisinin endüstriyel uygulamasının erken başlamasına bağlanabilir. Ancak şimdi, 25 yıllık tecrübenin ardından, gaz temizleme sistemlerinin güvenilirliği kabul edilebilir bir seviyeye ulaştı.
  Kömürle çalışan termik santrallerin maliyeti, yalnızca emisyon kontrol sistemlerine ihtiyaç duyulduğundan değil, aynı zamanda inşaat maliyetlerinin de hızla artmasından dolayı arttı. Enflasyon dikkate alındığında bile, kömür yakıtlı termik santrallerin kurulu gücünün birim maliyeti 1970 yılına göre üç kat daha yüksek. Son 15 yılda “ölçek ekonomisi”, yani büyük santral kurmanın faydaları, inşaat maliyetlerindeki önemli artışlar bu durumu boşa çıkarmıştır. Bu artışın bir kısmı, uzun vadeli sermaye projelerinin finansmanının yüksek maliyetini yansıtıyor.
  Proje gecikmelerinin etkisi Japon enerji şirketlerinde görülüyor. Japon firmaları genellikle büyük inşaat projelerinin devreye alınmasını geciktiren organizasyonel, teknik ve mali sorunları çözmede Amerikalı meslektaşlarından daha verimlidir. Japonya'da bir enerji santrali 30-40 ayda kurulabilir ve faaliyete geçirilebilirken, ABD'de aynı kapasitedeki bir santral genellikle 50-60 ay gerektirir. Bu kadar uzun proje uygulama süreleri nedeniyle, inşaat halindeki yeni bir tesisin maliyeti (ve dolayısıyla donmuş sermayenin maliyeti), birçok ABD enerji şirketinin sabit sermayesiyle karşılaştırılabilir hale geliyor.
  Bu nedenle kamu hizmetleri, özellikle artan talebi karşılamak için mevcut bir tesise hızlı bir şekilde taşınabilen ve kurulabilen daha küçük kapasiteli modüler tesisler kullanarak yeni enerji üretim tesisleri inşa etme maliyetini azaltmanın yollarını arıyor. Bu tür tesisler daha kısa sürede devreye alınabiliyor ve dolayısıyla yatırım getirisi sabit kalsa bile kendilerini daha hızlı amorti edebiliyor. Yeni modüllerin yalnızca sistem kapasitesinin arttırılması gerektiğinde kurulması, kW başına 200 $'a kadar net tasarrufla sonuçlanabilir, ancak düşük güçlü kurulumlar kullanıldığında ölçek ekonomileri kaybedilir.
  Enerji şirketleri, yeni enerji üretim tesisleri inşa etmenin bir alternatifi olarak, performanslarını artırmak ve hizmet ömürlerini uzatmak amacıyla mevcut enerji santrallerini de yenilemektedirler. Bu strateji doğal olarak yeni istasyon inşa etmekten daha düşük sermaye maliyeti gerektiriyor. Bu eğilim aynı zamanda haklı çünkü yaklaşık 30 yıl önce inşa edilen enerji santralleri henüz ahlaki açıdan geçerliliğini yitirmiş değil. Hatta bazı durumlarda, yıkayıcılarla donatılmadıkları için daha yüksek verimlilikle çalışırlar. Eski enerji santralleri ülkenin enerji sektöründe giderek daha önemli hale geliyor. 1970 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde yalnızca 20 elektrik üretim tesisi 30 yaşın üzerindeydi. Yüzyılın sonunda kömürle çalışan termik santrallerin ortalama yaşı 30 yıl olacak.
  Enerji şirketleri de tesis işletme maliyetlerini azaltmanın yollarını arıyor. Enerji kayıplarını önlemek için tesisin en kritik alanlarındaki performans bozulmalarına karşı zamanında uyarı verilmesi gerekmektedir. Bu nedenle bileşenlerin ve sistemlerin durumunun sürekli izlenmesi operasyonel hizmetin önemli bir parçası haline gelir. Doğal aşınma, korozyon ve erozyon süreçlerinin bu şekilde sürekli izlenmesi, tesis operatörlerinin zamanında önlem almasına ve enerji santrallerinin acil arızalarını önlemesine olanak tanır. Bu tür önlemlerin önemi, örneğin 1000 MW'lık kömürle çalışan bir tesisin zorunlu olarak kapatılmasının, esas olarak üretilmeyen enerjinin enerjiden arındırılması nedeniyle enerji şirketi için günde 1 milyon dolarlık bir kayba neden olabileceği dikkate alındığında tam olarak anlaşılacaktır. elektriğin daha pahalı kaynaklardan sağlanmasıyla telafi edilir.
  Kömürün taşınması, işlenmesi ve cüruf uzaklaştırılmasıyla ilgili birim maliyetlerdeki artış, kömürün kalitesini (nem, kükürt ve diğer minerallerin içeriğine göre belirlenir) termik santrallerin performans özelliklerini ve ekonomisini belirleyen önemli bir faktör haline getirmiştir. Düşük kaliteli kömürün maliyeti yüksek kaliteli kömürden daha düşük olsa da, aynı miktarda elektrik enerjisi üretmek çok daha pahalıdır. Daha büyük hacimlerde düşük dereceli kömür taşımanın maliyetleri, düşük fiyatının faydalarını dengeleyebilir. Ayrıca, düşük kaliteli kömür genellikle yüksek kaliteli kömürden daha fazla atık üretir ve bu nedenle cürufun uzaklaştırılması için daha yüksek maliyetler gerekir. Son olarak, düşük dereceli kömürlerin bileşimi büyük dalgalanmalara maruz kalıyor ve bu da istasyonun yakıt sisteminin mümkün olan en yüksek verimlilikle çalışacak şekilde "ayarlanmasını" zorlaştırıyor; bu durumda sistemin beklenen en kötü kalitedeki kömürle çalışabilecek şekilde ayarlanması gerekir.
  İşletmedeki enerji santrallerinde, yanmadan önce kükürt içeren mineraller gibi bazı yabancı maddelerin uzaklaştırılmasıyla kömür kalitesi iyileştirilebilir veya en azından stabilize edilebilir. Arıtma tesislerinde kırılmış "kirli" kömür, kömürün ve yabancı maddelerin özgül ağırlığındaki veya diğer fiziksel özelliklerindeki farklılıklardan yararlanan birçok yöntemle yabancı maddelerden ayrılır.
  Mevcut kömür yakıtlı termik santrallerin performansını artırmaya yönelik bu çabalara rağmen, elektrik talebinin yıllık %2,3 oranında artması durumunda ABD'nin yüzyılın sonuna kadar ilave 150.000 MW elektrik üretim kapasitesi eklemesi gerekecek. . Sürekli genişleyen bir enerji pazarında kömürü rekabetçi tutmak için, kamu hizmetlerinin geleneksel kömür yakma yöntemlerinden daha verimli olan yeni, gelişmiş kömür yakma yöntemlerini üç temel açıdan benimsemesi gerekecektir: daha az kirlilik, daha kısa tesis inşaat süreleri ve daha iyi tesis performansı ve performans.

  AKIŞKAN YATAKTA KÖMÜRÜN YAKILMASI, enerji santrali emisyonlarını temizlemek için yardımcı tesislere olan ihtiyacı azaltır.
  Kazan fırınında, katı parçacıkların karıştırıldığı ve süspanse edildiği bir hava akışıyla, kömür ve kireçtaşı karışımından oluşan akışkan bir tabaka oluşturulur, yani kaynayan bir sıvıdaki gibi davranırlar.
  Türbülanslı karıştırma, kömürün tamamen yanmasını sağlar; bu durumda kireçtaşı parçacıkları kükürt oksitlerle reaksiyona girer ve bu oksitlerin yaklaşık %90'ını hapseder. Kazanın ısıtma bobinleri doğrudan akışkan yakıt yatağına temas ettiğinden, kırılmış kömürle çalışan geleneksel buhar kazanlarına göre daha verimli buhar üretimi gerçekleşir.
  Ayrıca akışkan yatakta kömürün yanma sıcaklığı daha düşük olduğundan kazan cürufunun erimesi önlenir ve nitrojen oksit oluşumu azalır.

  KÖMÜR GAZLAŞTIRMA, kömür ve su karışımının oksijen atmosferinde ısıtılmasıyla gerçekleştirilebilir. Prosesin ürünü esas olarak karbon monoksit ve hidrojenden oluşan bir gazdır. Gaz soğutulduktan, partikül maddelerden arındırıldıktan ve kükürtten arındırıldıktan sonra, gaz türbinleri için yakıt olarak ve daha sonra bir buhar türbini için buhar üretmek üzere kullanılabilir (kombine çevrim).
  Kombine çevrim santrali, geleneksel kömür yakıtlı termik santrale göre atmosfere daha az kirletici madde salıyor.

Şu anda, verimliliği arttırılmış ve çevreye daha az zarar veren bir düzineden fazla kömür yakma yöntemi geliştirilmektedir. Bunlar arasında en umut verici olanlar akışkan yataklı yakma ve kömürün gazlaştırılmasıdır. İlk yönteme göre yanma, kireçtaşı parçacıklarıyla karıştırılmış ezilmiş kömürün, güçlü bir yukarı doğru hava ile fırın ızgarasının üzerinde asılı ("sözde sıvılaştırılmış") bir durumda tutulacağı şekilde tasarlanmış bir buhar kazanının fırınında gerçekleştirilir. akış.
  Asılı parçacıklar esasen kaynayan bir sıvıdakiyle aynı şekilde davranır, yani yanma işleminin yüksek verimliliğini sağlayan türbülanslı hareket halindedirler. Böyle bir kazanın su boruları yanan yakıtın "akışkan yatağı" ile doğrudan temas halindedir, bunun sonucunda ısının büyük bir kısmı iletim yoluyla aktarılır, bu da bir ısı kaynağında ışınımsal ve konvektif ısı transferinden çok daha verimlidir. geleneksel buhar kazanı.
  Kömürün akışkan yatakta yakıldığı fırınlı bir kazan, toz haline getirilmiş kömür üzerinde çalışan geleneksel bir kazana göre boruların ısı transfer yüzeylerinin daha geniş bir alanına sahiptir, bu da fırındaki sıcaklığın düşürülmesine ve dolayısıyla azaltılmasına olanak tanır. nitrojen oksitlerin oluşumu. (Konvansiyonel bir kazanda sıcaklık 1650 °C'nin üzerinde olabilirken, akışkan yataklı yanmalı bir kazanda 780-870 °C aralığındadır.) Ayrıca kömürle karıştırılan kireçtaşı, açığa çıkan kükürtün yüzde 90'ı veya daha fazlasını bağlar. Daha düşük çalışma sıcaklığı, kükürt ve kireçtaşı arasındaki reaksiyonun sülfit veya kalsiyum sülfat oluşturmasını teşvik ettiğinden, yanma sırasında kömürden elde edilir. Bu sayede kömürün yakılması sırasında oluşan çevreye zararlı maddeler, oluşum noktasında yani fırında nötralize edilir.
  Ayrıca akışkan yataklı yanmalı kazan, tasarımı ve çalışma prensibi gereği kömür kalitesindeki dalgalanmalara karşı daha az duyarlıdır. Geleneksel toz haline getirilmiş kömür kazanının fırını, genellikle ısı transfer yüzeylerini tıkayan ve dolayısıyla kazanın verimliliğini ve güvenilirliğini azaltan büyük miktarda erimiş cüruf üretir. Akışkan yataklı yanmalı kazanda kömür, cürufun erime noktasının altındaki bir sıcaklıkta yanar ve dolayısıyla ısıtma yüzeylerinin cürufla tıkanması sorunu bile ortaya çıkmaz. Bu tür kazanlar daha düşük kaliteli kömürle çalışabilir ve bu da bazı durumlarda işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir.
  Akışkan yataklı yakma yöntemi, düşük buhar çıkışına sahip modüler kazanlarda kolaylıkla uygulanır. Bazı tahminlere göre akışkan yatak prensibiyle çalışan kompakt kazanlara sahip bir termik santral yatırımı, aynı kapasitedeki geleneksel bir termik santral yatırımından %10-20 daha düşük olabilir. İnşaat süresinin kısaltılmasıyla tasarruf sağlanır. Ek olarak, böyle bir istasyonun gücü, elektrik yükü arttığında kolayca artırılabilir; bu, gelecekteki büyümesinin önceden bilinmediği durumlar için önemlidir. Bu tür kompakt kurulumlar, enerji üretimini artırma ihtiyacı ortaya çıktığı anda hızlı bir şekilde kurulabildiği için planlama sorunu da basitleştirilmiştir.
  Akışkan yataklı yanmalı kazanlar, üretim kapasitesinin hızla artırılması gerektiğinde mevcut enerji santrallerine de entegre edilebilir. Örneğin, Northern States Power enerji şirketi istasyondaki toz haline getirilmiş kömür kazanlarından birini parçalara dönüştürdü. Akışkan yataklı bir kazanda Minnesota. Yenileme, santralin kapasitesinin %40 artırılması, yakıt kalitesi gerekliliklerinin azaltılması (kazan yerel atıklarla bile çalışabilir), emisyonların daha kapsamlı bir şekilde temizlenmesi ve istasyonun hizmet ömrünün uzatılması amacıyla gerçekleştirildi. 40 yıl.
  Son 15 yılda, yalnızca akışkan yataklı yanmalı kazanlarla donatılmış termik santrallerde kullanılan teknoloji, küçük pilot ve pilot tesislerden büyük "gösteri" tesislerine doğru genişledi. Toplam 160 MW kapasiteli bu tesis, Tennessee Valley Authority, Duke Power ve Commonwealth of Kentucky tarafından ortaklaşa inşa ediliyor; Colorado-Ute Elektrik Birliği, Inc. akışkan yataklı yanmalı kazanlara sahip 110 MW'lık bir elektrik üretim tesisini devreye aldı. Bu iki projenin yanı sıra toplam sermayesi yaklaşık 400 milyon dolar olan özel sektör ortak girişimi Northern States Power'ın projesi de başarılı olursa, enerji endüstrisinde akışkan yataklı kazanların kullanımıyla ilişkili ekonomik risk önemli ölçüde azalacak. .
  Ancak 19. yüzyılın ortalarında daha basit bir biçimde mevcut olan başka bir yöntem, kömürün gazlaştırılması ve "temiz yanan" gaz üretilmesidir. Bu tür gaz aydınlatma ve ısıtma için uygundur ve II. Dünya Savaşı'ndan önce Amerika Birleşik Devletleri'nde doğal gazla değiştirilene kadar yaygın olarak kullanılmıştır.
  Başlangıçta kömürün gazlaştırılması, bu yöntemi atık olmadan yanan bir yakıt oluşturmak ve dolayısıyla fırçalamadan kurtulmak için kullanmayı ümit eden enerji şirketlerinin dikkatini çekti. Artık kömür gazlaştırmanın daha önemli bir avantaja sahip olduğu açık hale geldi: Jeneratör gazının sıcak yanma ürünleri doğrudan gaz türbinlerini çalıştırmak için kullanılabilir. Buna karşılık, bir gaz türbininden sonra yanma ürünlerinin atık ısısı, bir buhar türbinini çalıştıracak buhar üretmek için kullanılabilir. Kombine çevrim adı verilen bu gaz ve buhar türbinlerinin birleşimi, artık elektrik enerjisi üretmenin en verimli yollarından biri haline geldi.
  Kömürün gazlaştırılmasıyla elde edilen, kükürt ve partikül maddelerden arındırılmış gaz, gaz türbinleri için mükemmel bir yakıttır ve doğal gaz gibi neredeyse hiç atık olmadan yanar. Kombine çevrimin yüksek verimliliği, kömürün gaza dönüştürülmesiyle ilgili kaçınılmaz kayıpları telafi eder. Üstelik, kombine çevrim tesisi, buhar türbininin aksine, gücün üçte ikisi suya ihtiyaç duymayan bir gaz türbini tarafından üretildiğinden önemli ölçüde daha az su tüketir.
  Kömürün gazlaştırılması prensibiyle çalışan kombine çevrim enerji santrallerinin uygulanabilirliği, Güney Kaliforniya Edison "Soğuk Su" istasyonunun işletilmesi deneyimiyle kanıtlanmıştır. Yaklaşık 100 MW kapasiteli bu santral Mayıs 1984'te işletmeye alınmıştır. Farklı kömür türleri ile çalışabilmektedir. İstasyonun emisyonları saflık açısından komşu doğal gaz istasyonunun emisyonlarından farklı değildir. Egzoz gazlarının kükürt oksit içeriği, besleme yakıtında bulunan kükürtün neredeyse tamamını gideren ve endüstriyel amaçlar için temiz kükürt üreten yardımcı bir kükürt geri kazanım sistemi tarafından belirlenen seviyenin oldukça altında tutulur. Yanma öncesinde gaza su ilave edilerek nitrojen oksit oluşumu engellenir, bu da gazın yanma sıcaklığını düşürür. Ayrıca, gazlaştırıcıda kalan yanmamış kömür, soğutulduğunda Kaliforniya katı atık düzenlemelerine uygun olan inert camsı bir malzeme halinde eritilir.
  Kombine çevrim santrallerinin daha yüksek verim ve daha az çevre kirliliğine ek olarak başka bir avantajı daha var: birkaç aşamada inşa edilebiliyorlar, böylece bloklar halinde kurulu kapasite artırılıyor. İnşaattaki bu esneklik, belirsiz elektrik talebindeki büyümeyle bağlantılı aşırı veya eksik yatırım riskini azaltır. Örneğin, kurulu gücün ilk aşaması gaz türbinleriyle çalışabilir ve bu ürünlerin mevcut fiyatlarının düşük olması durumunda yakıt olarak kömür yerine petrol veya doğalgaz kullanılabilir. Daha sonra elektriğe olan talep arttıkça atık ısı kazanı ve buhar türbini ek olarak devreye alınarak santralin sadece gücü değil verimliliği de artırılacak. Akabinde elektriğe olan talep yeniden arttığında istasyona kömür gazlaştırma tesisi kurmak mümkün olacak.
  Doğal kaynakların korunması, çevrenin korunması ve ekonomik kalkınma yolları söz konusu olduğunda kömürle çalışan termik santrallerin rolü önemli bir konudur. Eldeki sorunun bu yönleri mutlaka çelişkili değildir. Kömür yakmak için yeni teknolojik süreçleri kullanma deneyimi, bunların çevre koruma ve elektrik maliyetini düşürme sorunlarını başarıyla ve aynı anda çözebileceklerini göstermektedir. Bu prensip, geçen yıl yayınlanan asit yağmurlarına ilişkin ABD-Kanada ortak raporunda dikkate alındı. Raporun önerilerine dayanarak ABD Kongresi şu anda temiz kömür yakma süreçlerini göstermek ve uygulamak için büyük bir ulusal girişim oluşturmayı düşünüyor. Özel sermayeyi federal yatırımla birleştirecek girişim, akışkan yataklı kazanlar ve gazlaştırıcılar da dahil olmak üzere yeni kömür yakma süreçlerini 1990'larda yaygın endüstriyel kullanıma getirmeyi amaçlıyor. Bununla birlikte, yakın gelecekte yeni kömür yakma süreçlerinin yaygın olarak kullanılmasına rağmen, artan elektrik talebi, elektriği korumaya, tüketimini düzenlemeye ve elektrikle çalışan mevcut termik santrallerin verimliliğini artırmaya yönelik bir dizi koordineli önlem olmadan karşılanamaz. geleneksel ilkeler. Devam eden ekonomik ve çevresel sorunların, burada açıklananlardan temelde farklı olan tamamen yeni teknolojik gelişmelere yol açması muhtemeldir. Gelecekte kömürle çalışan termik santraller, doğal kaynakların işlenmesine yönelik entegre işletmelere dönüşebilir. Bu tür işletmeler yerel yakıtları ve diğer doğal kaynakları işleyerek yerel ekonominin ihtiyaçlarına göre elektrik, ısı ve çeşitli ürünler üretecek. Akışkan yataklı yanmalı kazanlar ve kömür gazlaştırma tesislerine ek olarak, bu tür işletmeler elektronik teknik teşhis sistemleri ve otomatik kontrol sistemleriyle donatılacak ve ayrıca kömür yanmasından kaynaklanan çoğu yan ürünün kullanımından da yararlanacak.
  Dolayısıyla kömüre dayalı elektrik üretiminin ekonomik ve çevresel faktörlerini iyileştirme olanakları çok geniştir. Ancak bu fırsatların zamanında değerlendirilmesi, hükümetin enerji üretimi ve çevrenin korunması konusunda elektrik sektörü için gerekli teşvikleri yaratacak dengeli bir politika izleyip izleyemeyeceğine bağlıdır. Yeni kömür yakma süreçlerinin, temizleyici gaz temizliğinin uygulamaya konduğu şekilde değil, enerji şirketleriyle işbirliği içinde rasyonel bir şekilde geliştirilmesine ve uygulanmasına dikkat edilmelidir. Tüm bunlar, küçük ölçekli pilot tesislerin iyi düşünülmüş tasarımı, test edilmesi ve iyileştirilmesi ve ardından geliştirilen sistemlerin yaygın şekilde ticarileştirilmesi yoluyla maliyet ve riskin en aza indirilmesiyle başarılabilir.