PARNÉ A SPAĽOVACIE TURBÍNY PRI KOMBINOVANEJ VÝROBE ELEKTRINY A TEPLA doc. Ing. František Urban, CSc.
Vedecká cukráreň Národné centrum pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti CVTI SR Bratislava 14. jún 2011
PARNÉ A SPAĽOVACIE TURBÍNY PRI KOMBINOVANEJ VÝROBE ELEKTRINY A TEPLA • Spotreba elektriny a tepla na Slovensku.
• Krytie spotreby elektriny na Slovensku. • Uplatnenie parných a spaľovacích turbín pri kombinovanej výrobe elektriny a tepla. • Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla. • Kombinovaná výroba elektriny a tepla „KVET“ = = úspory primárnej energie + bezpečnosť dodávky energie + + trvalo udržateľný rozvoj.
2
Spotreba elektriny na Slovensku Týždenné maximá zaťaženia elektrizačnej sústavy SR zdroj: SEPS
3
Spotreba tepla ROČNÝ DIAGRAM TRVANIA POTREBY TEPLA V SCZT
100 90 80
P q SCZT (%)
70 60 50 40 30 20 10 0 0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
deň
4
Krytie spotreby elektriny a tepla Termická účinnosť teplárne
Zdroj energie (fosílny, obnoviteľný, jadrový)
TE
AQ
prenos
Teplo premena
–elektrická energia Spotreba
Mechanická energia
Q
p TE
premena
–teplo –chlad –mechanická energia
–stlačený plyn Detaily procesov, procesy, energ.technológie, stroje, zariadenia
udržateľné zdroje
5
zdroj: SEPS
6
Krytie spotreby elektriny na Slovensku v roku 2010
dovoz SR
3,62 % ostatné SR
Výroba v SR : 27 720 343 MWh Spotreba v SR : 28 761 343 MWh JE SE : 14 573 669 MWh TE SE : 2 635 368 MWh VE SE : 5 254 306 MWh Ostatné SR : 5 257 000 MWh Dovoz do SR : 1 041 000 MWh
18,28 %
jadrové SE
50,67 %
vodné SE
18,27 % tepelné SE
9,16 %
7
Uplatnenie parných a spaľovacích turbín pri kombinovanej výrobe elektriny a tepla
8
Spaľovacie turbíny v leteckej doprave
9
Axiálny kompresor
10
Aerodynamický tunel v laboratóriu Ústavu tepelnej energetiky na SjF STU
11
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY QF
QF
ESV
QD
Kondenzačná elektráreň s odberom tepla
QD
12
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY QF
ESV
ESV
QD
QD
Jadrová elektráreň s odberom tepla
13
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY
Spaľovacia turbína s kombinovaným cyklom (tepláreň s paroplynovým cyklom) Spaľovacia turbína s regeneráciou tepla
14
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY QF
QD ESV
ESV
QD
CHÚV
Parná tepláreň s protitlakovou a kondenzačnou odberovou turbínou 15
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla elektrický výkon 22 % teplo v palive 100 %
tepelný výkon 58 %
odpadné teplo 20 %
Senkeyov diagram dodávky tepla a elektriny z teplárne s protitlakovou parnou turbínou
16
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla elektrický výkon 45 %
tepelný výkon na prahu zdroja 118 %
teplo v palive 204 %
dodaný tepelný výkon 100 %
tepelné straty v rozvodoch 18 % odpadné teplo 41 %
Senkeyov diagram dodávky tepla a elektriny z teplárne s protitlakovou parnou turbínou
17
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla
tepelný výkon 90 % ( 100 % )
teplo v palive 100 % ( 111 % )
odpadné teplo 10 % ( 11 % )
Senkeyov diagram dodávky tepla z domovej kotolne
18
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla elektrický výkon 45 % teplo v palive 128 %
odpadné teplo 83 %
Senkeyov diagram dodávky elektriny z referenčnej elektrárne 19 s účinnosťou 35 %
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla Tepelný zdroj
Celková účinnosť tepelného zdroja (%)
elektrické vykurovanie 35 výhrevňa 85 bloková výhrevňa 100 s kondenzačnými kotlami decentralizované 90 vykurovanie tepláreň 80 s protitlakovou parnou turbínou kondenzačná 50 elektráreň s odberom tepla bloková tepláreň 85 s kogeneračnými jednotkami paroplynový cyklus 90
Tepelné straty Dodaný Tepelný výkon Elekrický v rozvodoch tepelný výkon na prahu výkon (%) (%) zdroja tepelného (%) zdroja (%)
Výkon dodaný Výkon dodaný Redukovaný palivom v palivom v výkon dodaný tepelnom referenčnej palivom zdroji elektrárni v tepelnom (%) (%) zdroji na dodávku 100 % tepelného výkonu (%) 286 0 286 139 0 139 111 0 111
0 18 11
100 100 100
100 118 111
0 0 0
0
100
100
0
111
0
111
18
100
118
45
204
128
76
21
100
121
225
691
642
49
11
100
111
60
201
171
30
18
100
118
118
262
337
-75
20
-50
-100 0
paroplynový cyklus
bloková tepláreň s kogeneračnými jednotkami
kondenzačná elektráreň s odberom tepla
tepláreň s protitlakovou parnou turbínou
decentralizované vykurovanie
bloková výhrevňa s kondenzačnými kotlami
bloková výhrevňa s tepelnými čerpadlami
výhrevňa
elektrické vykurovanie
(% tepla v palive / 100 % dodaného tepla)
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla
300
250
200
150
100
50
21
Kombinovaná výroba elektriny a tepla „KVET“
KVET = úspory primárnej energie + + bezpečnosť dodávky energie + + trvalo udržateľný rozvoj Cena tepla, elektriny, zemného plynu.
Optimalizácia návrhu a prevádzky teplárne. 22
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ
23
SEPS Podiel zdrojov na výrobe elektriny v SR v roku 2010
24
SEPS Podiel zdrojov na výrobe elektriny v SR v roku 2010
25
