Wytwarzanie energii elektrycznej

Pompy ciep│a | OÂwietlenie LED, ┐arˇwki LED | Kolektory s│oneczne | Certyfikat energetyczny | Pod│ogˇwka

Wytwarzanie energii elektrycznej... Energia elektryczna, kt├│ra dostarczana jest do systemu elektroenergetycznego, pochodzi z r├│┼╝nego rodzaju elektrowni. Elektrownie s─ů zak┼éadami, w kt├│rych energia w r├│┼╝nej postaci przetwarzana jest na energi─ů elektryczn─ů.

Tu jest miejsce na reklamŕ.
Zobacz cennik

Elementem, w kt├│rym zachodzi przemiana s─ů generatory. W elektrowniach ┼Ťrednich i wielkich mocy jako generatory u┼╝ywane s─ů pr─ůdnice synchroniczne, w elektrowniach ma┼éej mocy opr├│cz generator├│w synchronicznych wykorzystuje si─Ö tak┼╝e maszyny asynchroniczne pracuj─ůce jako pr─ůdnice. Zgodnie z zasad─ů zachowania energii, energia elektryczna otrzymana na zaciskach generator├│w jest nie wi─Öksza ni─ů energia otrzymana w drodze przemiany energetycznej zu┼╝ywaj─ůcej r├│wnowa┼╝n─ů ilo┼Ť─ç innego rodzaju energii. W uk┼éadach rzeczywistych, po uwzgl─Ödnieniu wszystkich strat, energia otrzymana z uk┼éadu jest zawsze mniejsza ni┼╝ energia dostarczona. Tak wi─Öc ka┼╝dej przemianie energetycznej towarzysz─ů straty energii. W wi─Ökszo┼Ťci elektrowni w ko┼äcowym etapie przemiany energia mechaniczna jest przetwarzana na elektryczn─ů. W zale┼╝no┼Ťci jednak od typu elektrowni inaczej wygl─ůdaj─ů wcze┼Ťniejsze etapy i rozwi─ůzania.

Energia elektryczna wytwarzana w elektrowniach przekazywana jest do systemu elektroenergetycznego, sk─ůd pobierana jest przez odbiorc├│w. Obci─ů┼╝enie systemu jest zmienne w czasie. W ci─ůgu doby mo┼╝na wyr├│┼╝ni─ç pewne charakterystyczne okresy zapotrzebowania na energi─Ö:

- w wieczorach nocnych (w przedziale od godziny 23 do oko┼éo 7) wyst─Öpuje tzw. dolina obci─ů┼╝enia, a moc pobierana z systemu jest najmniejsza;

- w godzinach pracy wi─Ökszo┼Ťci zak┼éad├│w przemys┼éowych nast─Öpuje obci─ů┼╝enie szczytowe;

- w okresie, gdy cz─Ö┼Ť─ç zak┼éad├│w przemys┼éowych nie pracuje, a nie w┼é─ůczone jest jeszcze o┼Ťwietlenie, wyst─Öpuje spadek zapotrzebowania na energi─Ö elektryczn─ů;

- w momencie, kiedy pracuj─ů zak┼éady wielozmianowe i w┼é─ůczone zostaje o┼Ťwietlenie, wyst─Öpuje wieczorne szczytowe obci─ů┼╝enie.

Zmienne obci─ů┼╝enie jest pewnym problem dla energetyki ze wzgl─Ödu na trudno┼Ťci z magazynowaniem energii. Energia nie mo┼╝e by─ç akumulowana i dlatego w ka┼╝dej chwili jej produkcja powinna pokrywa─ç zapotrzebowanie. Wynika to st─ůd, ┼╝e ┼é─ůczna moc elektrowni powinna by─ç wi─Öksza ni┼╝ maksymalne obci─ů┼╝enie systemu w okresach szczyt├│w. Praca systemu elektroenergetycznego powinna zapewnia? jak najni┼╝sze koszty wytwarzania i przesy┼éu energii. Elektrownie mo┼╝na sklasyfikowa─ç w pewne grupy:

- elektrownie podstawowe - elektrownie, w kt├│rych wytwarzanie energii elektrycznej jest najta┼äsze, szczeg├│lnie, gdy ich moc jest wykorzystywana w pe┼éni. Do tej grupy mo┼╝na zaliczy─ç nowsze elektrownie cieplne i elektrownie j─ůdrowe;

- elektrownie podszczytowe - elektrownie, kt├│re pracuj─ů w okresach, gdy zapotrzebowanie na energi─Ö elektryczn─ů jest wi─Öksze ni┼╝ to, jakie s─ů w stanie pokry─ç elektrownie podstawowe. S─ů to cz─Östo starsze elektrownie cieplne o stosunkowo ma┼éej sprawno┼Ťci;

- elektrownie szczytowe - elektrownie, kt├│re w┼é─ůczane s─ů do pracy w systemie elektroenergetycznym tylko w czasie trwania szczyt├│w obci─ů┼╝enia. Elektrownie te, to przede wszystkim elektrownie wodne zbiornikowe oraz elektrownie szczytowo pompowe. Cech─ů tego typu elektrowni jest stosunkowo prosty i cz─Östo zautomatyzowany rozruch oraz zatrzymanie.

W elektrowniach cieplnych konwencjonalnych energia chemiczna zawarta w paliwie (np. w w─Öglu kamiennym lub brunatnym) przetwarzana jest na energi─ů elektryczn─ů. Paliwo spalane jest w specjalnie przystosowanych kot┼éach wytwarzaj─ůcych par─Ö wodn─ů o wysokiej temperaturze i wysokim ci┼Ťnieniu. W tym etapie energia chemiczna paliwa zostaje zamieniona na energi─Ö ciepln─ů pary wodnej. Para dostaje si─Ö do turbiny, gdzie rozpr─Ö┼╝aj─ůc si─Ö wykonuje prac─Ö mechaniczn─ů (kolejna przemiana energii z cieplnej na mechaniczn─ů). Otrzymana energia mechaniczna dostarczana jest do generatora, gdzie przetwarzana jest na elektryczn─ů. W ka┼╝dym etapie, wszystkim przemianom towarzysz? straty energii.┬á Elektrownie cieplna stanowi rozbudowan─ů struktur─ů, gdzie obok g┼é├│wnych urz─ůdze┼ä (kocio?, turbina, generator, transformator) znajduje si─Ö wiele obwod├│w i urz─ůdze┼ä pomocniczych, kontrolnych, sygnalizacyjnych, zabezpieczaj─ůcych i pomiarowych. Budowa elektrowni powinna zapewni─ç jak najni┼╝szy koszt otrzymywania energii elektrycznej i mo┼╝liwie najwi─Öksz─ů sprawno┼Ť─ç poszczeg├│lnych przemian. Osi─ůga si─Ö to mi─Ödzy innymi przez:

- stosowanie blok├│w o du┼╝ej mocy, co pozwala na znaczne zwi─Ökszenie sprawno┼Ťci uk┼éadu oraz obni┼╝enie koszt├│w budowy,

- zapewnienie optymalnych parametr├│w pary - wysokiego ci┼Ťnienia i wysokiej temperatury, co jednak wi─ů┼╝e si─Ö z konieczno┼Ťci─ů u┼╝ywania drogich, odpornych na wysok─ů temperatur─ů i ci┼Ťnienie materia┼é├│w do budowy element├│w kot┼é├│w, turbin i ruroci─ůg├│w parowych,

- odpowiedni─ů konstrukcj─Ö poszczeg├│lnych urz─ůdze┼ä oraz zapewnienie optymalnych warunk├│w eksploatacji, minimalizacje strat energii oraz wykorzystywanie energii odpadowej.

Wa┼é turbiny jest po┼é─ůczony z wa┼éem generatora. Uk┼éad turbiny i generatora nazywany jest turbozespo┼éem. W wyniku oddzia┼éywania rozpr─Ö┼╝aj─ůcej si─Ö pary na ┼éopatki turbiny wa┼é wiruje. Pr─Ödko┼Ť─ç wirowania wa┼éu r├│wna jest pr─Ödko┼Ťci synchronicznej (zwykle 3000 obr/min) dla generatora synchronicznego o jednej parze biegun├│w. W elektrowniach cieplnych spotyka si─Ö w zasadzie tylko generatory synchroniczne. W czasie pracy w wyniku powsta┼éych strat mocy wydzielaj─ů si─Ö znaczne ilo┼Ťci ciep┼éa. W celu zapewnienia poprawnej pracy ciep┼éo to musi by─ç ci─ůgle odprowadzane przez uk┼éad ch┼éodzenia. Jako czynniki ch┼éodz─ůce poszczeg├│lne elementy maszyny stosuje si─Ö wod─Ö w stojanie lub wod├│r w wirniku. Na zaciskach pr─ůdnicy pojawia si─Ö napi─Öcie. Generator jest elektrycznie po┼é─ůczony z transformatorem blokowym. Zadaniem transformatora jest po┼Ťrednictwo we wprowadzeniu energii elektrycznej do przy┼é─ůczonego systemu elektroenergetycznego oraz zmiana poziomu napi─Öcia na odpowiedni. Cz─Ö┼Ť─ç wytworzonej w elektrowni jest przeznaczane na potrzeby w┼éasne. Energia jest pobierana bezpo┼Ťrednio z zacisk├│w generator├│w i rozsy┼éana do poszczeg├│lnych urz─ůdze┼ä elektrowni przy po┼Ťrednictwie transformatora.

W┼Ťr├│d najwa┼╝niejszych urz─ůdze┼ä elektrowni zasilanych z potrzeb w┼éasnych nale┼╝─ů:

- urz─ůdzenia zwi─ůzane z obiegiem wodno - parowym takie jak pompy zasilaj─ůce, urz─ůdzenia skraplacza,

- urz─ůdzenia wykorzystywane w procesie spalania - wentylatory, odpylacze,

- urz─ůdzenia i maszyny do transportu paliwa,

- młyny węglowe,

- urz─ůdzenia do obs┼éugi turbiny,

- układ chłodzenia generatora,

- urz─ůdzenia pomiarowe, zabezpieczaj─ůce, sterownicze i sygnalizacyjne,

- o┼Ťwietlenie.

Obw├│d potrzeb w┼éasnych jest tak wykonany, aby zapewni─ç ci─ůg┼ée zasilanie najwa┼╝niejszych urz─ůdze┼ä w procesie przetwarzanie energii. Przerwa w pracy niekt├│rych urz─ůdze┼ä jest niedopuszczalna, dlatego te┼╝ s─ů one rezerwowane (instaluje si─Ö dwa lub trzy urz─ůdzenia, kt├│re mog─ů pe┼éni─ç pewne zadanie, ale normalnie pracuje tylko jedno). Pierwszym etapem przetwarzania energii jest spalanie paliwa. Kot┼éy parowe, wsp├│┼épracuj─ůce z nimi urz─ůdzenia, kt├│rych zadaniem jest dostarczanie paliwa oraz urz─ůdzenia w uk┼éadzie obiegu wodno - parowym zajmuj─ů znaczn─ů ilo┼Ť─ç miejsca w elektrowni cieplnej. Paliwo, kt├│re jest najcz─Ö┼Ťciej w─Öglem kamiennym lub brunatnym, przechowywane jest na wolnym powietrzu w tzw. sk┼éadach w─Öglowych. W Polsce do transportu w─Ögla wykorzystuje si─Ö kolej. Ilo┼Ťci w─Ögla niezb─Ödnego do pracy elektrowni cieplnej jest bardzo du┼╝a. Przyjmuje si─Ö, ┼╝e do wytworzenia 1 kWh potrzebne jest oko┼éo 0,45 kg w─Ögla energetycznego, a w przypadku w─Ögla brunatnego wielko┼Ť─ç ta jest trzykrotnie wi─Öksza. Dlatego elektrownie pracuj─ůce na w─Ögiel brunatny budowane s─ů w najbli┼╝szym s─ůsiedztwie kopalni, co pozwala znacznie ograniczy─ç koszty transportu.

Paliwo ze sk┼éad├│w w─Öglowych transportowane jest do zasobnik├│w w─Öglowych. Transport odbywa si─Ö przy u┼╝yciu systemu przeno┼Ťnik├│w. W─Ögiel zostaje osuszany, nast─Öpnie przemielony na py┼é w─Öglowy w m┼éynach. Py┼é w─Öglowy za pomoc─ů palnik├│w dostaje si─Ö do kot┼éa wraz ze strumieniem powietrza. Powsta┼éa mieszanka py┼éowo - powietrzna spala si─Ö. Pod wp┼éywem dzia┼éania wentylatora wyci─ůgowego spaliny przemieszczaj─ů si─Ö z komory spalania i t┼éoczone s─ů do komina. Po drodze przechodz─ů jeszcze przez podgrzewacz powietrza, gdzie ogrzewane jest powietrze podmuchowe oraz przez odpylacze. Zadaniem odpylaczy jest zatrzymanie cz─ůstek sta┼éych py┼éu unoszonych przez spaliny. Odpylacz mo┼╝e by─ç zrealizowany jako cyklonowy, gdzie cz─ůstki zostaj─ů zawirowane i pod wp┼éywem si┼éy od┼Ťrodkowej zatrzymuj─ů si─Ö na ┼Ťciankach cylindra i opadaj─ů na d├│┼é. O wiele lepsze efekty uzyskuje si─Ö w elektrofiltrach (odpylaczach elektrostatycznych), w kt├│rym na cz─ůstki py┼éu dzia┼éa silne pole elektryczne. Pod wp┼éywem tego pola, cz─ůstki na┼éadowuj─ů si─Ö i s─ů wtedy przyci─ůgane do elektrody, sk─ůd s─ů zrzucane na dno odpylacza. Obecnie produkowane odpylacze charakteryzuj─ů si─Ö du┼╝a sprawno┼Ťci?, ale mimo tego wci─ů┼╝ du┼╝e ilo┼Ťci py┼éu oraz gaz├│w szkodliwych dla organizm├│w ┼╝ywych dostaje si─Ö do atmosfery. Taki stan rzeczy sprawi┼é, ┼╝e kominy elektrowni cieplnych s─ů bardzo wysokie, co pozwala na rozprowadzenie zanieczyszcze┼ä po wi─Ökszym terenie, a tym samym zmniejszenie st─Ö┼╝enia szkodliwych substancji.

Obieg wodno - parowy w elektrowniach cieplnych jest obiegiem zamkniętym. Istotnym czynnikiem w procesie przetwarzania energii jest woda i para wodna. Woda, która jest wprowadzana do kotła powinna spełniać pewne warunki:

- powinna by─ç pozbawiona zanieczyszcze┼ä mechanicznych, wykonuje si─Ö to za pomoc─ů specjalnych sit i filtr├│w,

- w procesie demineralizacji wody powinny by─ç usuni─Öte rozpuszczone w niej sole,

- woda powinna zosta─ç poddana odgazowywaniu w celu usuni─Öcia rozpuszczonych gaz├│w (w szczeg├│lno┼Ťci tlenu).

Przygotowanie wody jest z┼éo┼╝on─ů i kosztown─ů operacj─ů i dlatego raz przygotowana woda kr─ů┼╝y w obiegu zamkni─Ötym. W trakcie pracy uk┼éadu wyst─Öpuj─ů jednak pewne nieszczelno┼Ťci, a w wyniku tego, tak┼╝e pewne ubytki wody. Braki te nale┼╝y uzupe┼énia─ç dodatkow─ů wod─ů po wcze┼Ťniejszym jej przygotowaniu.

Paliwo, kt├│re zostaje spalone w kotle powoduje wytwarzanie si─Ö pary wodnej. Komora spalania otoczona jest zbiornikiem, w kt├│rym znajduje si─Ö woda. W wyniki intensywnego odbierania ciep┼éa od spalin nast─Öpuje odparowanie wody. Powsta┼éa w ten spos├│b para wodna nasycona nie nadaje si─Ö jeszcze do wprowadzenia do turbiny, bo nawet przy niewielkim rozpr─Ö┼╝eniu b─Ödzie skrapla┼éa si─Ö woda, kt├│ra mo┼╝e oddzia┼éywa─ç szkodliwie na ┼éopatki turbiny. Dlatego para nasycona przemieszczana jest do przegrzewaczy pary, gdzie zostaje silnie ogrzana przez spaliny. W skutek podwy┼╝szenia temperatury bez znacznego wzrostu ci┼Ťnienia powstaje para wodna przegrzana. Dopiero para w takiej postaci mo┼╝e zosta─ç wprowadzona do turbiny, gdzie rozpr─Ö┼╝aj─ůc si─Ö b─Ödzie wykonywa─ç prac─Ö mechaniczn─ů, wywieraj─ůc nacisk na ┼éopatki turbiny.

W pracuj─ůcych uk┼éadach spotyka si─Ö r├│┼╝nego rodzaju turbiny. Jako turbiny du┼╝ej mocy cz─Östo wykorzystywane s─ů turbiny wielokad┼éubowe, kt├│re zawieraj─ů cz─Ö┼Ťci o r├│┼╝nych poziomach ci┼Ťnienia np. wysokopr─Ö┼╝ne, ┼Ťredniopr─Ö┼╝ne i niskopr─Ö┼╝ne. Wszystkie cz─Ö┼Ťci turbiny nale┼╝─ů do jednego obiegu wodo - parowego. Para wodna przechodzi na przemian przez kocio┼é i kolejne komory turbin, a jej ca┼ékowite rozpr─Ö┼╝enie nast─Öpuje dopiero po przej┼Ťciu przez wszystkie cz─Ö┼Ťci. W tego typu obiegu mamy do czynienia z kilkukrotnym podgrzewaniem wody (przegrzewaniem pary) we wt├│rnym przegrzewaczu.

Para wodna, kt├│ra opu┼Ťci turbin─Ö zostaje skroplona w skraplaczu. W komorze skraplacza znajduje si─Ö du┼╝a liczba rur o ma┼éej ┼Ťrednicy, kt├│rymi przep┼éywa woda ch┼éodz─ůca. Im ni┼╝sza temperatura wody ch┼éodz─ůcej tym ni┼╝sze ci┼Ťnienie uzyskuje si─Ö w skraplaczu, co ma wp┼éyw na og├│ln─ů sprawno┼Ť─ç elektrowni. Jako woda ch┼éodz─ůca mo┼╝e zosta─ç u┼╝yta woda pobierana z rzeki lub zbiornik├│w naturalnych. W przypadku braku obfitych ┼║r├│de┼é wody stosuje si─Ö zamkni─Öty uk┼éad ch┼éodzenia, gdzie woda ch┼éodz─ůca obni┼╝a swoj─ů temperatur─Ö w tzw. ch┼éodni kominowej.









źródło: http://www.elektrownie.com.pl

Wytwarzanie energii elektrycznej

Promocje:

PROMOCJE: