A jövő hőerőművek szénre
Vannak konstruktív megoldások alapján, amely lehet frissíteni a meglévő és építeni az új hőerőmű, amely a teljesítmény csökkentését termelés költsége és károsanyag-kibocsátás csökkentése a környezetbe
Richard E. BOLZHAYZER, Kurt E. Yeager
"A World of Science" (Scientific American) №11 1987
Ahhoz, hogy megértsük a jelentőségét fejlesztések szén technológiák, úgy röviden a munka hagyományos hőerőművek a szénre. Szén égett a kemencében egy gőzkazán, ami hatalmas kamra csövek belsejében, amelyben a víz átalakítja gőzzé. Etetés előtt a kemencébe a szenet őrölt por, ezáltal szinte azonos égési hatásfok, mint az égési gyúlékony gázok. Bezár gőzkazán fogyaszt óránként átlagosan 500 tonna szénpor és generál 2,9 Mill. Kg gőz, ami elegendő a termelés 1 Mill. KWh villamos energiát. Ugyanebben az időben a kazán bocsát ki mintegy 100.000 m3 gáz.
A keletkezett gőz áthalad a túlhevítő ahol tempe¬ratura és a nyomás növelése, majd belép a nagynyomású turbina. Kézi forgatás a turbina-generátor energia alakul át elektromos energiává. Annak érdekében, hogy magasabb energia átalakítási hatékonyság, a gőzt a turbina általában vissza a kazán túlmelegedését a szekunder és ezután működteti egy vagy két kisnyomású turbina, és csak ezt követően történő hűtéssel kondenzálják; kondenzátum vissza a kazán ciklust.
A berendezés tartalmaz hőerőmű üzemanyag-ellátási mechanizmusok, kazánok, turbinák, generátorok, és kifinomult hűtési rendszerek, füstgáz tisztítására és a hamu eltávolítása. Mindezek alap- és kiegészítő rendszerek úgy vannak kiszámítva, hogy nagy megbízhatósággal működnek a 40 év vagy annál terhelés alatt, amelyek eltérhetnek a 20% a telepített erőmű maximum. Munkaeszközök költségei egy tipikus hőerőmű kapacitása 1000 MW, mint általában, több mint 1 milliárd. Dollár.
A hatékonyság, amellyel során felszabadult hőtől szén elégetéséből lehet átalakítása villamos 1900-ben készült mindössze 5%, de elérte a 40% 1967 g .. Más szóval, egy ideje körülbelül 70 év fajlagos szén-fogyasztás egységnyi villamosenergia csökkent nyolcszor. Ennek megfelelően történik, és a költségek csökkentése az 1 kW beépített kapacitása hőerőművek :. Ha 1920-ban elérte a 350 $ (1967-es árakon), majd 1967-ben csökkent a $ 130 ár a villamosenergia is csökkent ugyanebben az időszakban. 25 cent és 2 cent 1 kilowatt-tea.
Ugyanakkor, mivel a 60-as években a haladás ütemét csökkenni kezdtek. Ez a tendencia tűnik annak a ténynek köszönhető, hogy a hagyományos hőerőművek határát elérte a tökéletesség, határozza meg a termodinamika és a tulajdonságait a szerkezeti anyagok a kazánok és turbinák. Mivel a '70 -es évek elején, ezek a technikai tényezők tetézte az új gazdasági és szervezési okokból. Különösen a meredeken emelkedett a beruházások, a növekedés üteme villamosenergia-igény lelassult, szigorodtak követelmények a környezet védelme a káros kibocsátások és hosszabbá időtartamát projektek erőművek. Ennek eredményeképpen a költségek villamosenergia-termelés szén volt, amely a hosszú távú csökkenő trend, drámaian növekedett. Valóban, 1 kW elektromos által termelt új hőerőművek, szükség van már több, mint 1920-ban (változatlan áron).
DEMONSTRATION STATION „Cool Water” Southern California Edison vállalat napi folyamatokat 1000 tonna szén kitermelés égő gáz nélkül hulladékot.
Az égéstermékek hajtják, hogy forgassa a gázturbina-generátor. Hulladék hőjét kipufogógáz használják a gőz előállítására, amely bekapcsolja a gőzturbina generátor másik.
A fénykép mutatja, két szén bunker (a központban). A jogot az elgázosítás növény, gáz hűtőrendszer és energiatermelő berendezések.
Az elmúlt 20 évben, a költségek hőerőművek szénre legnagyobb befolyást gyakorolt húzza meg a követelményeknek gázok eltávolítását,
folyékony és szilárd hulladék. A gáz tisztító rendszer és hamu kezelése modern hőerőmű most 40% -át a beruházási költségek 35% -át a működési költségeket. Műszaki és gazdasági szempontból legjelentősebb eleme a kibocsátáscsökkentő rendszer egy olyan eszköz, de-szulfurálószer füstgáz, gyakran nedves rendszer (súroló) portalanítás. Nedves por gyűjtő berendezés (gázmosó) késlelteti kén-oxidok, amelyek a fő szennyező során képződött szén elégetése.
Az az elképzelés, nedves portalanítás egyszerű, de a gyakorlatban nehéz végrehajtani és költséges. A lúgos anyag általában mész vagy mészkő, vízzel elegyítjük és az oldatot permetezünk a füstgázáramban. Tartalmazza a füstgázban szívódnak kén-oxidokat és alkáliföldfém részecskék válik ki az oldatból, mint az inert-szulfit vagy kalcium-szulfát (gipsz). Gipsz könnyen eltávolítható, vagy ha kellően tiszta, megtalálja az értékesítés, mint építőanyag. A bonyolultabb és drágább gázmosó rendszerek gipsz csapadékot átalakíthatjuk kénsav vagy elemi kén - értékesebb vegyi anyagok. 1978 óta, a telepítés a tisztítóberendezések kötelező minden építési hőerőművek a szénpor. Ennek eredményeként energe¬ticheskoy amerikai ipar ma már több mosórendszerekkel, mint a világ többi részén.
Széntüzelési a fluid ágy csökkenti a szükséges kiegészítő berendezések tisztítására erőmű kibocsátása.
Psevdoozhizhennyi réteg keverékéből szén és mészkő keletkezik a kazán levegő áramlását, ahol a szilárd részecskék vannak keverve, és szuszpendált, azaz. E. viselkednek, mint egy forró folyadék.
Turbulens keveredés biztosítja teljességének égés a szén; ahol a mészkő részecskék reagál a kén-oxidok, és elfog körülbelül 90% -a ezen oxidok. Mivel a kazán tüzelőanyag durva közvetlenül kapcsolódnak fluidágyas gőzképződés nagyobb hatékonysággal, mint a hagyományos kazánok, működő szénpor.
Továbbá, az égő szenet egy fluid ágy hőmérséklete olvadáspontja alatti kazánt, amely megakadályozza a salak és csökkenti a nitrogénoxidok képződését.
Elgázosító SZÉN végezhetjük forralással szén és víz oxigén atmoszférában. A termék a folyamat egy gázt, amely lényegében szén-monoxid és hidrogén. Amikor a gáz úgy lehűl, tisztítani a szilárd anyagok és megszabadítjuk a kén- és lehet tüzelőanyagként használt gázturbinák, majd a gőz előállítására irányuló gőzturbinás (kombinált ciklusú).
Station kombinált ciklusú bocsát ki kevesebb szennyezőanyag, mint a hagyományos széntüzelésű hőerőmű.