Termoelektrane

1. Termoelektrane Seminarski rad Procesna i energetska efikasnost Milorad Glođović 213/2006 Prof. Dragan Marković

2. 1629. javlja se prva ideja o korišćenju vodene pare za pokretanje kola sa lopticama. Ideju je izumeo Giovanni Branca u svojoj knjizi “Le machine”. Ideja takve mašine bila je primitivna, s parom koja je slobodno strujala prema točku sa lopticama. Sama mašina izgledala je kao vodeni mlin, ali bila je pokretana parom. Revolucija je usledila kada je James Watt 1765. izumio parnu mašinu koji je radila sa pritiskom, u proces je bila uključena i kondezacija, to su i temelji savremenih termoenergetskih postrojenja. Parametri postrojenja su se menjali kroz istoriju. Pritisak, posebno temperatura rasli su kroz godine. Količina pare se povećava, a samim time i snaga postrojenja, Tako se smanjuje i potrošnja goriva i podiže iskoristivost. Javljaju se još i pregrejači i međugrejači koji još više pridonose povećanju iskoristivosti. Nova revolucija nastaje razvijanjem takozvanih blok postrojenja (kotao i turbina su jedan zatvoreni upravljački krug.). Ideje su postojale i postepeno se razvijale kroz istoriju, ali za termoelektrane kakve danas poznajemo najvažnija je stvar patentiranje i razvoj parne turbine (1791.). Plinska turbina dolazi mnogo kasnije početkom 20. veka. Danas se oko 80% električne energije u industrijski razvijenim zemljama dobija iz termoenergetskih izvora (tu se naravno ubrajaju i plinska , ali i nuklearna postrojenja.) U modernom društvu potreba za električnom enregijom raste, samim tim i raste potrošnja električne energije po stanovniku, što je ujedno i pokazatelj razvitka pojedine zemlje. Osim što proizvode električnu energiju termoenergetska postrojenja služe i za proizvodnju toplotne energije koja je takođe itekako bitna u krajevima gdeje potrebno grejanje. Važnost ovakvih postojenja raste iz dana u dan bez obzira na nove izvore i načine proizvodnje električne energije. Naravno u svemu tome raste i opterećene na okolinu. Na projektovanju, izgradnji, radu i održavanju jedne termoelektrane učestvuje velika grupa ljudi, inženjera različitih struka. Svi ti ljudi objedinjuju široki spektar znanja potrebnih da se obave svi zadaci i osigura nesmetan rad jedne termoelektrane. Nastanak/Istorija:

3. Definisanje: Termoelektrane su energetske postrojenja koja energiju dobijaju sagorevanjem goriva, a glavna primena i svrha termoenergetskih postrojenja je proizvodnja pare koja će pokrenuti turbinu, a potom i generatore električne energije. Osnovna namena im je proizvodnja I transformacija primarnih oblika energije u koristan rad, koji se kasnije u obliku mehaničke energije dalje koristi za proizvodnju eletrične energije. Mehanička energija je proizvedena uz pomoć toplotnih mašina koji transformišu toplotnu energiju. Imamo pretvaranje hemiske energije u toplotnu koja se različitim procesima predaje nekom radnom mediju. Radni mediji služe kao prenosnik te energije, često sagorevanjem goriva, u energiju koja kruži. Podela termoelektrana prema vrsti pokretača: • Prema vrsti pokretača (mašina koja u toku energetskih transformacija pretvara bilo koji oblik energije u mehaničku energiju.) delimo ih na plinsko turbinska postrojenja (kružna postrojenja), parna turbinska postrojenja i kombinovana postrojenja.

4. Podela postrojenja: Parno-turbinsko postrojenje: Plinsko-turbinsko postrojenje: • Proizvedena para uz pomoć topline, dobijena sagorevanjem goriva, odvodi se u turbinu gde na razne načine ekspandira stvarajući momente koji služe za proizvodnju eletrične energije u generatoru. Koristi dinamički pritisak generatora trošenjem vodene pare za okretanje lopatica turbine. • Plinsko turbinsko postojenje koristi dinamički pritisak od protoka plinova za direktno upravljanje turbinom. Svako plinsko-turbinsko postojenje sastoji se od kompresora, komore za sagorevanje i plinske turbine. • Kopresor služi za usisavanje vazduha koji usisava iz okoline, koji zatim kompresuje do nekog određenog pritiska. Vazduh pod pritiskom dovodi se do komore sagorevanja gde se zagreva sagorevanjem goriva. Smesa koja nastaje (zagrejan vazduh i sagoren plin) ekspandiraja u plinskoj turbini gde stvara momente koji se iskorištavaju u proizvodnji električne energije i pri radu kompresora. Kombinovano postrojenje: • Kombinovano postrojenje ima i plinske turbine ložene prirodnim plinom i parni kotao koji pokreće parnu turbinu koja koristi iscrpljeni plin iz plinske turbine kako bi se proizveo elektricitet, tj, to je ciklus koji se sastoji od plinsko-turbinskog i parno-turbinskog dela. Delovi termoenergetskog postrojenja • Delovi termoenergetsko postrojenja: generator pare, turbina , generatol električne energije, kondezator, kondezatorska pumpa, napojna pumpa, rashladni toranj, spremnik napojne vode, pregrejači pare, međugrejači, ekonomajzeri.

5. Presek dela termoelektrane Pregrejači Kotao Međugrejači Grejači vazduha Vodene cevi Vazdušne cevi

6. Uticaj termoelektrane na okolinu: Danas je sve manje termoelektrana budući da su veliki zagađivači prirode. Kod termoelektrana dva su osvnona učinka koji utiču na zagađivanje okoline. Prvi i osnovni je učinak koji nastaje zbog sagorevanja fosilnih goriva. Drugi manje bitniji jeste toplotno zagrevanje reka i jezera. Sagorevanje je proces u kojem se hemijska energija sadržana u gorviu transformiše u unutrašnju energiju koja se opet dalje koristi u raznim procesima. Kod sagorevanja u atmosferu se ispuštaju plinovi kao što su CO, voda, NOx, različiti ugljovodonici. Za sagorevanje potrebno je osigurati minimalnu količinu vazduha. Količina sumpora u sagorevanju najviše zavisi od količine sumpora u samom gorivu. Dakle težimo da koristimo ugalj i naftu sa što manje sumpora. Postupak odsumporavanja može se vršiti tako da se odvaja već iz goriva ili iz produkata koji se sagorevaju. Ovakvi podstupci zahtevaju dodatna ulaganja koja poskupljuju i krajnju cenu električne energije. Dušikove spojeve najjednostavnije je raducirati u postupku sagorevanja, Na taj način možemo smanjiti emisiju dušičnih oksida za oko 50%. Toplotno zagađivanje reka i jezera je proces u kojem termoelektrane ispuštaju velike količine tehničke vode, vrele zagađene vode koje sadrže hemikalije koje služe za pripremu i korišćenje postrojenja. Ispustanjem velike količine tehničkih voda termoelektrana podiže nivo temperatura reke ili jezera u kojem biljni i zivotinjski svet ne može da opstane. Protokolim iz Kyota termoelektrane bi se do kraja 2020. trebale izbaciti iz upotrebe.