Domů
Technologie
Uhelné kondenzační elektrárny

Uhelné kondenzační elektrárny

Uhelné elektrárny jsou v současné době hojně využívaným zdrojem elektrické energie i přes svůj nepříznivý vliv na globální změnu klimatu vlivem vypouštěných emisí do ovzduší. Jsou stále hlavním zdrojem výroby elektřiny například i v Německu, které prosazuje v energetice směr postupného přechodu od výroby energie z fosilních paliv k čisté výrobě v obnovitelných zdrojích a prezentuje se jako země bojující proti globálnímu oteplování.

Důvodem pro stálé využívání uhelných elektráren je fakt, že jsou oproti obnovitelným zdrojům schopny dodávat energii vždy když je potřeba a navíc cena za jednotku generované elektřiny je nižší, než například u paroplynových elektráren, které vypouští do ovzduší více než o polovinu emisí méně.

Princip funkce uhelné kondenzační elektrárny

Zjednodušené schéma uhelné kondenzační elektrárny je na následujícím obrázku.

Schéma kondenzační elektrárny. Zdroj: http://www.tscr.cz/

Nejprve je v povrchových či hlubinných dolech vytěženo uhlí, které na následně transportuje do elektrárny. V případě, že je důl vzdálen od elektrárny do několika kilometrů, využívají se k dopravě uhlí pásové dopravníky. Na větší vzdálenosti se uhlí převáží po železnici případně loďmi, záleží na dostupnosti jednotlivých druhů dopravy v dané lokalitě a jejich ekonomické výhodnosti.

Uhlí se poté uskladní na uhelných skládkách přímo u elektrárny. Velikost skládky je u elektráren v těsné blízkosti dolů zhruba taková, aby byla schopna zásobovat elektrárnu na sedm dní nepřetržitého provozu. Zatímco u ostatních elektráren jsou skládky tzv. dlouhodobé, které umožní provoz elektrárně po dobu až dvou měsíců.

Před spálením se uhlí upraví na požadované parametry, tedy zbaví se kamenů a nadrtí se na uhelných prach a pásovými dopravníky je převezeno do kotelny. Tam se uhlí rozemele na nejjemnější frakci a následně se vyfukuje spolu s předehřátým vzduchem prostřednictvím hořáků do spalovací komory kotle.

Zde začíná klasický termodynamický Clause-Rankinův cyklus (resp. Rankinův cyklus)

Rankine- Clausiův parní cyklus.

Teplo uvolněné spalováním uhlí se předá v parogenerátoru pracovnímu médiu – vodě, dojde ke změně jejího skupenství, transformuje se na vodní páru. Následně se v přehřívači ohřeje pára na teplotu okolo 530 °C a zvýší se její  tlak až 16 MPa. V blocích pracujících s nadkritickými parametry páry je pak teplota ještě vyšší cca 600 °C a tlak dosahuje hodnot až 28 MPa.

Tato pára následně expanduje na turbíně (předá ji svou energii), která je mechanicky spojena s generátorem. Lopatky turbíny se pohybují rychlostí 3 000 nebo 1 500 otáček za sekundu v závislosti na počtu pólových dvojic (podrobněji zde), čímž je dosaženo požadované síťové frekvence 50 Hz.

Po vykonání práce putuje pára do kondenzátoru, kde kondenzuje na vodu s teplotou kolem 30 °C a tlakem 3 kPa.  Tato voda se ještě před uzavřením cyklu, tedy opětovným vstupem do parogenerátoru, ohřívá v regeneračních ohřívácích napájecí vody. Ohřátí se provádí pomocí tepelného výměníku pára/voda tím, že se odebere část horké páry z turbíny, která svou kondenzací ve výměníku zvýší teplotu napájecí vody. Tím se zvyšuje účinnost celého procesu výroby elektrické energie v kondenzačních elektrárnách.

Celková účinnost je u starších klasických bloků okolo 30 %, u dnešních nejmodernějších nadkritický bloků je možné dosahovat účinnosti přesahující 40 %.

Palivo

Využívá se různých druhů uhlí od hnědého s výhřevností 10 MJ/kg až po černé uhlí s výhřevností 24 MJ/kg. Pro české elektrárny se využívá především hnědého uhlí ze Sokolovské a Mostecké pánve v případě hnědého uhlí, zdrojem černého uhlí je potom Ostravsko-karvinská pánev.

Funkce kondenzačních elektráren v elektrizační soustavě

Kondenzační elektrárny vykrývají tzv. základní zatížení, nejsou totiž pružným a rychle regulovatelným zdrojem. To především díky vysoké tepelné kapacitě kotle, kdy není možné rychle snižovat nebo zvyšovat teplotu a tím tak měnit objem páry v systému. Regulace je možná změnou buzení rotoru, čemuž ale musí odpovídat adekvátní změna v množství páry na straně pohonu . Tento typ elektrárny tedy pracuje nejefektivněji při stabilním zatížení.

Pokud jde o kondenzační uhelné elektrárny, ty hrají obecně v současnosti velice významnou úlohu v české, evropské i celosvětové energetice. Tyto elektrárny využívají k výrobě elektřiny spalování uhlí, tedy fosilního paliva. Při energetickém využití uhlí vznikají škodlivé emise a samotná těžba této suroviny negativně ovlivňuje životní prostředí. Z těchto důvodů se ve všech státech, kde je brán v úvahu vliv člověka na životní prostředí,  počítá s postupným odstavováním uhelných elektráren a snižováním jejich podílu v energetickém mixu jednotlivých zemí (více zde). V příští dekádě budou však stále uhelné kondenzační elektrárny důležitým zdrojem pro vykrývání základního zatížení v elektrizační soustavě, protože nyní neexistují jiné výrobní kapacity, které by je dokázaly nahradit a umožnily tak jejich odstavení.

Štítky:uhlí

Komentáře

(0)

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna u komentáře
Vyžadované informace jsou označeny *
Pravidla diskuze
Veškeré příspěvky v diskuzi na webu oEnergetice.cz musí splňovat Pravidla diskuze. Přidáním příspěvku do diskuse uživatel vyjadřuje souhlas s těmito pravidly a zavazuje se je dodržovat.
Komentáře pouze pro přihlášené uživatele
Upozorňujeme diskutující, že komentáře v diskuzi budou moci přidávat již brzy pouze přihlášení uživatelé. V diskuzi se stále častěji objevují příspěvky od anonymních uživatelů, které porušují pravidla diskuze. Věříme, že díky tomuto opatření bude diskuze pod články pro všechny přínosnější.
Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj na této stránce.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
OM Solutions s.r.o.
Kpt. Nálepky 620/7, Nové Dvory, 674 01
Třebíč
IČ: 02682516
SOCIÁLNÍ SÍTĚ
© 2021 oEnergetice.cz All Rights Reserved.