Gospodarjenje z energijo

Transcript

1 Sočasna proizvodnja toplote in električne energije Značilnosti: zelo dobra pretvorba primarne energije v sekundarno in končno energijo 75 % - 90 % primarne energije se spremeni v želeno obliko uporaba toplotnih strojev: parni krožni procesi protitlačna turbina odjemno kondenzacijska turbina plinske turbine motorji z notranjim zgorevanjem Stirlingovi motorji Gorivne celice

2 Sočasna proizvodnja toplote in električne energije Značilnosti: zelo dobra pretvorba primarne energije v sekundarno in končno energijo 75 % - 90 % primarne energije se spremeni v želeno obliko uporaba toplotnih strojev: parni krožni procesi protitlačna turbina odjemno kondenzacijska turbina plinske turbine motorji z notranjim zgorevanjem Stirlingovi motorji Gorivne celice

3 ELEKRIČNA ENERGIJA OPLOA koristna prehodna oblika energije ni v primarni obliki SPRONA PRIPRAVA Prednosti SPE: prihranek primarne energije goriva, doseganje visokih skupnih izkoristkov; nad 80 %, zmanjševanje emisij toplogrednih plinov, daljinsko ogrevanje večjih naselij in mest Delitev sistemov SPE Ločena proizvodnja gorivo 50 termoelektrarna gorivo 50 kotlarna Soproizvodnja gorivo termoelektrarna 73 toplarna elektrika 16 toplota 43 elektrika 16 toplota 43 Mikro sistemi: -MNZ -Mikro P -Stirling -ORC Industrijski sistemi: -MNZ - Pl turbine -Pa turbine Veliki sistemi dal ogrevanja: - Pl turbine - Pa turbine - Kombiniran plinsko-parni proces P [MW]

4 SPE s parnimi krožnimi procesi Značilnosti: proizvodnja pare v parnih kotlih na različna goriva gostota odjema igra pomembno vlogo toplotne moči nad 30 MW prihranek goriva 1/4 do 1/3 uporaba problematičnih goriv premog, biomasa, nenevarni odpadki kontroliran proces zgorevanja in nadzor nad imisijami v okolje (čistilne naprave) centralna proizvodnja; zmanjšanje transportov goriva in pepela večji investicijski stroški izgradnje za enako moč turbine: dodatne komponente: toplotne postaje, obtočne črpalke, regulacija, modificirana turbina za toplarniško obratovanje zahteva ustrezno gostoto odjema za zagotovitev ekonomičnosti toplotne izgube pri prenosu toplote vzdrževanje sistema

5 SPE s parnimi krožnimi procesi Elektrarniško postrojenje (para ekspandira do ok ): Q W od E = 1,5 2 oplarniško postrojenje (para ekspandira do ): h / ( kj/kg ) h = 3450 " h = 2600 " h E = bar 100 C 0,05 bar 33 C 540 C 125 bar Kondenzacijska toplota postane uporabna! s / ( kj/kg K)

6 SPE s parnimi krožnimi procesi Protitlačna turbina Proizvodnja el energije je popolnoma odvisna od porabnikov toplote Q do Q Go = η K W E Uporaba: manjša mesta Industrijski obrati Značilnost: zagotavljanje velikih potreb po toploti električna energija je sekundarnega pomena Q

7 SPE s parnimi krožnimi procesi Odjemno-kondenzacijska turbina Proizvodnja el energije je delno neodvisna od porabnikov toplote Q Go = Q do η K W E Uporaba: večji toplarniški objekti Q Q od

8 SPE s parnimi krožnimi procesi Odjemni diagram m SPmax A G Č m SP V N msp m K = 0 m Kmin D konst m = E m Kmax m m SPmin m max C m = 0 F B m K P m 0 P G / MW P Gmax

9 ehnološka shema postrojenja in merilna mesta 11 P 24 V ra zdelilnik P 23 2 O Atmosfera PS 4 PS 3 14 PS DELOVNA MOČ JALOVA MOČ LASNA RABA H i P P 22 VGV 6 ANUBAR SONDA 5 7 N razdelilnik 13 P P 27 Napajalni rezervoar 30 1 P P LAK OKOLICE EMPERAURA OKOLICE 32 DEMI VODA IZ KPV 19 POVRANI KONDENZA NGV NGV REL VLA ŽNOSOKOLICE 9 10

10 Numerični model Sistem 425 enačb masnih in energijskih bilanc

11 Odjemni diagram t/h Masni tok sveže pare na turbino, t/h odjem 15 t/h kondenzat 2 t/h 20 t/h 3 t/h 4 t/h 5 t/h 6 t/h 25 t/h Moč generatorja, kw

12 2 Q IZG Idejni sistem SPE s PPP sestavljajo: 1 Plinska turbina 2 Dvotlačni utilizator 3 Odjemno-kondenzacijska parna turbina 4 oplotna postaja 1 Q DO 3 4 Q OD Q KOR 12

13 SPE z motorjem z notranjim zgorevanjem

14 Primerjava različnih postrojenj SPE; izhodišče 100 MW h primarne energije (goriva) SISEM PROIZVEDENA ENERGIJA (kwh) KOGENERACIJA CELONI IZKORISEK (%) PORABA PRIMARNE ENERGIJE (kwh) KONVENCIONALNI SISEM CELONI IZKORISEK (%) PORABA PRIMARNE ENERGIJE (kwh) PRIHRANKI PRIMARNE ENERGIJE (%) PLINSKA URBINA PLINSKA URBINA Z DODANIM GORILNIKOM PARNA URBINA MOOR Z NORANJIM ZGOREVANJEM ELEKRIKA OPLOA 26,5 54,4 / / ,3 58,5 SKUPAJ 80, / 138,8 28 ELEKRIKA OPLOA 17 69,7 / / ,5 74,9 SKUPAJ 86, / 126,4 21 ELEKRIKA OPLOA / / ,5 80,6 SKUPAJ / 126,1 21 ELEKRIKA OPLOA / / ,6 SKUPAJ / 145,6 31 / / / /

15 Sistemi daljinskega ogrevanja v Sloveniji SPE

16 OSKRBA S OPLOO ZA DALJINSKI OGREVALNI SISEM V ŠALEŠKI DOLINI Največja toplotna moč: 192 MW (70 %) Oskrba s toploto za stanovanjske enote in gospodarstvo Dejansko bistveno večji energijski izkoristek goriva