Βελτίωση βαθμού απόδοσης συμβατικών σταθμών

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Βελτίωση βαθμού απόδοσης συμβατικών σταθμών"

Παλλάς Μελετόπουλος
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Βελτίωση βαθμού απόδοσης συμβατικών σταθμών Εισηγητής: Τζολάκης Γεώργιος Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανικών Διαχείρισης Ενεργειακών Πόρων

2 Παγκόσμια Ενεργειακή Τάση Μέχρι το 2030 Πρόβλεψη διπλασιασμού απαίτησης ηλεκτρισμού. Ισχυρότερη αύξηση (4%) σε αναπτυσσόμενες χώρες. 73% παραγόμενου ηλεκτρισμού από ορυκτά καύσιμα. 4,4% ολικής ηλεκτροπαραγωγής από μηυδροηλεκτρικές ανανεώσιμες. Οδηγός ενεργειακής αγοράς: Προστασία περιβάλλοντος Έμφαση: Εκπομπές CO 2 Κυριαρχία ορυκτών καυσίμων στην παραγωγή ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση (EU) Σημαντική η συνεισφορά των εκπομπών CO 2 αυτών στις περιβαλλοντικές αλλαγές Η πρόκληση: Χρήση τους με παράλληλη εξάλειψη των εκπομπών CO 2 και των άλλων ρυπαντών Index Παραγωγή Ενέργειας (TWh) Coal Gas Hydro Nuclear Oil Renewables Hydrogen-Fuel Cells Έτος Ref: World Energy Outlook 2002, International Energy Agency Συνολικές εκπομπές EU σε σχέση με τους στόχους του Κιότο- Πραγματική Εξέλιξη 100,0 96,5 99, Greenhouse gas emissions Target path 2010 GHG target 2010 CO2 emissions Target path 2000 CO2 target ,0

3 Ελληνικά Δεδομένα Ενέργειας Λιγνίτης Πετρέλαιο Φυσικό Αέριο Υ/Η Αιολικά Βιομάζα Ηλεκτροπαραγωγή ανά καύσιμο GWh η Έκθεση για το μακροχρόνια Ενεργειακό Σχεδιασμό της Ελλάδας - Αύγουστος 2007 Περιοχή Ορυχείου Πτολεμαίδα (ΔΕΗ) Τοποθεσία Δυτική Μακεδονία Παραγωγή 2004 (Mt) Απομένοντα Εκμεταλλεύσιμα Αποθέματα (Mt) Απομένοντα Έτη Λειτουργίας με τον Σημερινό Ρυθμό Παραγωγής 28 Με Βελτιστοποίηση του Β.Α.: Απομένοντων Ετών Λειτουργίας Αμύνταιο (ΔΕΗ) Δυτική Μακεδονία Μεγαλόπολις (ΔΕΗ) Πελοπόννησος Φλώρινα (ΔΕΗ) Δυτική Μακεδονία Εκπομπών CO 2 Δράμα Δυτική Μακεδονία 900 Ελασσόνα (ΔΕΗ) Κομνηνά (ΔΕΗ) Ιδιωτικά Ορυχεία Κεντρική Ελλάδα Δυτική Μακεδονία Δυτική Μακεδονία Ζητούμενο από την Συνθήκη του Κιότο ΣΥΝΟΛΟ

4 Διάγραμμα Απωλειών Συμβατικής Μονάδας

5 Βελτίωση της λειτουργίας των υπαρχουσών μονάδων Βελτίωση του συστήματος του λέβητα Πρόσθετη εκμετάλλευση θερμότητας καυσαερίων Αύξηση παραμέτρων ατμού Αύξηση των προθερμαντών νερού ατμού Ξήρανση λιγνίτη Βελτίωση Πύργου Ψύξης και Συμπυκνωτή Χρήση Σύγχρονου Στροβίλου Μείωση Βοηθητικών Φορτίων

6 Βελτίωση του συστήματος του λέβητα Βελτίωση του συστήματος καύσης: Βαθμωτή προσαγωγή αέρα στην εστία (air staging) Μεταφορά καυστήρων σε χαμηλότερο επίπεδο ή/και 1 ης επιφάνειας συναγωγής σε υψηλότερο επίπεδο Βελτίωση ανακυκλοφορίας καυσαερίου Βέλτιστη κατανομή καυσίμου Ρύθμιση και συσχέτιση παροχών αέρα με καυσίμου ανά καυστήρα και μύλο. Στεγανοποίηση του λέβητα-μείωση του παρασιτικού αέρα Βελτιστοποίηση του προθερμαντήρα αέρα Απώλειες λόγω διαρροών (μέχρι και 35% του συνολικού αναρροφούμενου)

7 Πρόσθετη εκμετάλλευση της θερμότητας των καυσαερίων Απώλειες λόγω θερμών καυσαερίων: Δεύτερη μεγαλύτερη πηγή απωλειών ενός ΑΗΣ. (Μετά την συμπύκνωση) Λιθανθρακικές μονάδες: 5% της θερμικής ισχύος του καυσίμου Λιγνιτικές : 9% Περιορισμός θερμοκρασίας προς τα κάτω: Αποφυγή σημείου δρόσου (χημική διάβρωση), ανάλογη % S 2 στο καύσιμο. Αντιμετώπιση: Χρήση πλαστικών εναλλακτών θερμότητας για μείωση της θερμοκρασίας εξόδου των καυσαερίων σε επίπεδα χαμηλότερα του όξινου σημείου δρόσου. (Υψηλό Κόστος) Καλό Σενάριο : Εφαρμογή του εναλλάκτη θερμότητας από τα καυσαέρια μετά το LUVO - πριν τα ηλεκτροστατικά φίλτρα (ESP), για την προθέρμανση του νερού LP παράλληλα με τους θερμαντήρες νερού-ατμού HPΗ1 και HPΗ2.

8 Αύξηση χαρακτηριστικών ατμού Λειτουργία σε υπερκρίσιμες συνθήκες Βαθμού Απόδοσης Απαίτηση: Χρήση εξελιγμένων υλικών ανθεκτικών σε: Υψηλές θερμοκρασίες Οξείδωση (Πλευρά Ατμού) Διάβρωση (Πλευρά Καυσαερίων) Υλικά συναρτήσει συνθηκών: Χάλυβες με Cr 12% : 300 bar / 600 o C/620 o C Ωστενιτικοί χάλυβες : 315 bar / 600 o C/620 o C Κράματα Νικελίου : 350 bar / 700 o C/720 o C Επίδραση αυξημένων χαρακτηριστικών ατμού στην κατανάλωση του άνθρακα

9 Αύξηση των προθερμαντών νερού ατμού Οι καινούργιοι σταθμοί υψηλού βαθμού απόδοσης χρησιμοποιούν 9 προθερμαντές νερού ατμού. Σε αντίθεση με τις παλιές μονάδες που έχουν 7 προθερμαντές νερού ατμού.

10 Ξήρανση λιγνίτη (1/3) Υψηλά ποσοστά υγρασίας λιγνίτη Απωλειών καυσαερίων Θερμικού Βαθμού Απόδοσης Τρόπος βελτίωσης αποδοτικότητας: Ξήρανση του υγρού λιγνίτη πριν από την καύση. Δυνατότητα αύξησης καθαρής θερμικής απόδοσης: μέχρι και 5%. 1. Σωληνοειδής Ξηραντής Είδη ξηραντών 2. Ξηραντής ρευστοποιημένης κλίνης (WTA) 3. Μηχανική-θερμική αφαίρεση υγρασίας (ΜΤΕ)

11 Ξήρανση λιγνίτη (2/3) Εφαρμογή μεθόδου ξήρανσης WTA σε εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας Πλεονεκτήματα μεθόδου WTA Ισορροπία της διαδικασίας Στη χαμηλή θερμοκρασία Μύλοι σε χαμηλή θερμοκρασία Μέθοδος ρευστοποιμένης κλίνης Συνεχής διαδικασία Συμπυκνωμένος ατμός Καλά καθορισμένη παραμένουσα υγρασία Χρησιμοποίηση θερμότητας αποβλήτων (όχι καυσαερίων) Χαμηλές λειτουργικές δαπάνες μύλων Κανένα κινούμενο μέρος Υψηλός ρυθμός απόδοσης Ανάκτηση της θερμότητας της εξάτμισης

12 Ξήρανση λιγνίτη (3/3)

13 Αύξηση του Β.Α. στα επιμέρους τμήματα του σταθμού Βελτιωμένο κρύο μέρος: Διατήρηση χαμηλής πίεσης στο συμπυκνωτή. Χρησιμοποίηση θερμότητας καυσαερίων: Προθέρμανση του πρωτεύοντα αέρα με καυσαέρια μετά τα Η/Φ και πριν την μονάδα αποθείωσης. Αυξημένοι παράμετροι ατμού: Υψηλότερη θερμοκρασία και πίεση με χρήση κατάλληλων υλικών (μεγάλης αντοχής). Διαδικασία βελτιστοποίησης: Χρήση περισσοτέρων προθερμαντών νερού ατμού με επίτευξη χαμηλότερης θερμοκρασιακής διαφοράς στα δύο ρεύματα του προθερμαντή. Σύγχρονος στρόβιλος Μείωση βοηθητικών φορτίων: Μείωση της εσωτερικής κατανάλωσης της μονάδας (μύλοι, αντλίες, ανεμιστήρες και άλλες βοηθητικές συσκευές).

14 Μοντέρνοι Ατμοηλεκτρικοί Σταθμοί ΑΗΣ Schwarze Pumpe 2 μονάδες 800 MW Υπερκρίσιμοι παράμετροι ατμού 268bar/547ºC - 52,6 bar/562ºc Παροχή ατμού 2420t/h Προθέρμανση τροφοδοτικού νερού στους 270 ºC με 7 προθερμαντές Τροφοδοτική στροβιλοαντλία νερού Βαθμός απόδοσης 40,6% Στόχος με προξήρανση λιγνίτη WTA αύξηση του βαθμού απόδοσης στο 45%

15 ΑΗΣ Boxberg Οι μετατροπές που έγιναν σε σχέση με τον ΑΗΣ Schwarze Pumpe για την αύξηση του βαθμού απόδοσης είναι: Αύξηση της θερμοκρασίας αναθέρμανσης στους 585 ºC Σημαντική μείωση του νερού ψύξης στον ανάθερμο Εννεαβάθμια προθέρμανση τροφοδοτικού νερού Μείωση του νερού ψύξης στους 16,4ºC με πίεση εξόδου του ατμού από τον στρόβιλο στα 41mbar Εξαπλή έξοδος του ατμού από τον στρόβιλο χαμηλής Με τα μέτρα αυτά ο βαθμός απόδοσης έφτασε το 41,7%

16 ΑΗΣ Lippendorf 2 μονάδες 933 MW Υπερκρίσιμοι παράμετροι ατμού 267,5bar - 554ºC/583ºC Προθέρμανση νερού τροφοδοσίας με HRS μετά τα ESP πριν FGD Χαμηλή πτώση πίεσης Βαθμός απόδοσης 42,4%

17 ΑΗΣ Niederaussem Μονάδα Κ Ισχύς 1000 MW Παροχή ατμού 2620t/h Θερμοκρασία τροφοδοτικού νερού 294ºC Παράμετροι ατμού 274bar/580ºC - 60bar/600ºC Πτώση πίεσης 34bar/2bar Θερμοκρασία εξόδου καυσαερίων 100ºC Βαθμός απόδοσης 43,2%

18 Ευχαριστώ για την προσοχή σας

Σχετικά έγγραφα

ΕΚΔΗΛΩΣΗ ΤΟ ΕΜΠ ΣΤΗΝ ΠΡΩΤΟΠΟΡΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΚΔΗΛΩΣΗ ΤΟ ΕΜΠ ΣΤΗΝ ΠΡΩΤΟΠΟΡΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ ΑΤΜΟΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΩΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΤΟΥ ΕΜΠ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ε. Κακαράς,