Transcript Predavanje 2011_07_PRS Str

Pogonski i radni strojevi
7. PARNOTURBINSKA POSTROJENJA
1
PARNOTURBINSKA POSTROJENJA
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
TERMOELEKTRANE S KOMBINIRANIM
PROCESOM PLINSKE I PARNE TURBINE
25
Otplinjač
NT isparivač
VT isparivač
Parna
turbina
Plinska turbina
Kondenzator
Hlađenje riječnom vodom
Shema kombiniranog postrojenja
plinske i parne turbine u Austriji, koje
je u funkciji od 1980. godine nakon
dodavanja plinske turbine
26
Kombinirano postrojenje Hamitabad, Turska, s 4 bloka po 300 MW
27
Prikaz dva utilizacijska kotla na postrojenju Rio Bravo, Meksiko, s tlakom
od 133 bara i temperaturom pregrijane pare od 566 oC, što je približno
granica kapaciteta parnih kotlova s bubnjevima
28
Primjer manje elektrane s kombiniranim postrojenjem s
dodatnom proizvodnjom tehnološke pare
29
1
2
3, 4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Plinska turbina
Visokotlačna parna turbina
Srednjetlačne parne turbine
Niskotlačne parne turbine
Visokotlačni pregrijač pare
Međupregrijanje
Visokotlačni isparivač
Visokotlačni zagrijač vode
Niskotlačni pregrijač
Niskotlačni isparivač
Niskotlačni zagrijač vode
Predgrijač napojne vode
Spremnik napojne vode
Visokotlačna dobavna pumpa
Niskotlačna dobavna pumpa
Pumpa kondenzata
Pojednostavljena shema kombiniranog postrojenja s plinskom i parnom turbinom
30
Temperatura oC
Visokotlačni
pregrijač
“Pinch point”
Visokotlačni isparivač
Visokotlačni zagrijač vode 2
Niskotlačni pregrijač
Niskotlačni isparivač
Visokotlačni zagrijač vode 1
Niskotlačni zagrijač vode
Toplinski tok s plina
Pojednostavljeni prikaz bilanse topline za kombinirano postrojenje s
parno-turbinskim procesom s dva tlaka pare
31
Dimnjak
Kućište usisnih filtera
Generator
pare
Zgrada za smještaj plinske i
parne turbine s generatorom
Primjer kombiniranog postrojenja snage 120 MW s kogeneracijom.
Postrojenje dobavlja tehnološku paru za obližnju tvornicu papira.
32
VT parna
turbina
Otplinjač
Kondenzator
hlađen
zrakom
NT parna
turbina
Visokotlačne
napojne
pumpe
Plinska
turbina
Niskotlačne napojne pumpe
Sheme primjera tipske elektrane snage 270 MW s kombiniranim
procesom, kakva se prodaje u SAD i Meksiku
33
Jedna od prvih elektrna s kombiniranim postrojenjem s plinskom i parnom
turbinom na istome vratilu u Chesteru, UK, s 4 jedinice po 390 MW
34
Separator kondenzata
Iz reaktora
U reaktor
Izravno hlađenje
riječnom vodom
Dimnjak
Kondenzator
Rashladni
toranj
Generator
pare
Parna turbina
Plinska turbina
Prijedlog za povećanje snage nuklearnoj elektrani dodatnim
kombiniranim postrojenjem
35
Kombinirano postrojenje Castejon, Španjolska, s parnom i
plinskom turbinom na istom vratilu
36
Izgaranje u
fluidiziranom sloju
Plinska
turbina
Odvodi pare
Parna turbina
Kondenzator
Plinska
turbina
Otplinjač
Povrat kondenzata
Pumpe napojne vode
Predgrijač napojne vode
Shema kombinirane energane s pregrijačem pare loženim
na ugljen s kogeneracijom
37
Kisik
Isplinjavanje
Niskotlačni
generator pare
Odvajanje
kiselih
plinova
Separator
zraka
Visokotlačni
generator pare
Dušik
Rashladni
toranj
Parna turbina
Kondenzator
Plinska turbina
Shema mogućeg IGCC postrojenja s optimiranim korištenjem otpadne
topline sustava isplinjavanja s plinskom turbinom i parnom turbinom s
dva tlaka. (IGCC Integrated Gasification Combined Cycle – Integrirano
kombinirano postrojenje s isplinjavanjem ugljena)
38
Primjer termoelektrane Puertollano u Španjolskoj s isplinjavanjem 50% ugljena i
50% petrokemijskog koksa s kombiniranim procesom snage 400 MW
39
SUVREMENE TERMOELEKTRANE
40
41
IZGARANJE U LOŽIŠTU GENERATORA PARE
• Izgaranje ugljene prašine (PCC Pulverized Coal Combustion)
• Cijena PCC termoelektrane 1300$/kWe zajedno sa sustavom odsumporavanja
ispušnih plinova
• Danas se grade jedinice s maksimalnom snagom za jedan blok od 2.2 GW s
parametrima pare 250 bar/544 oC/562 oC uz stupanj djelovanja od 0.41
• U novije vrijeme ide se na gradnju termoelektrana s nadkritičnim parametrima
pare pri 290 bar i 600 oC u kojima se očekuje stupanj djelovanja od 0.45. SAD
su postavile pred sebe program razvoja tehnologije za temperaturu pregrijane
pare od 700 do 720 oC. Poseban problem je vezan uz materijale za izradu
takvih termoelektrana.
• Sada se radi očuvanja okoliša ide na koncepte korištenja čiste tehnologije
ugljena (CCT Clean Coal Technology) i prirodnog plina
42
Ložište visoke
temperature
Ugljen
Utilizacijski
generator
pare
Generator
U dimnjak
Prirodni plin
Pepeo
Parna turbina
Kondenzator
Plinska
turbina
Zrak
Ispuh plinske turbine u ložište visoke
temperature
Utilizacijski
generator
pare
Generator
Napojna pumpa
Ispuh plinske turbine u utilizacijski
generator pare
Prikaz kombinirane plinske i parne termoelektrane visoke učinkovitosti  = 0.47
(HIPPS High-Performance Power System)
43
Oznaka točke
Temperatura, oC
Maseni protok kg/s
Tlak, bar
Dijagram parametara jednog parnoturbinskog postrojenja klasične
termoelektrane snage 508 MW pri  = 0.366
44
Oznaka točke
Temperatura, oC
Maseni protok kg/s
Tlak, bar
Dijagram parametara jednog parnoturbinskog postrojenja nadkritične
termoelektrane za temperaturu pare od 580 oC snage 508 MW pri  = 0.40
45
Primjer koncepta HIPPS termoelektrane snage 567 MW pri  = 0.481
46
1 - Odvod pregrijane pare,
2 – Hladnjak 2,
3 – Hladnjak 1,
4 – Odvod ispušnih plinova prema elektrofilteru,
5 – Dovod napojne vode u kotao,
6 – Odvod pepela i šljake,
7 – Dovod primarnog zraka za izgaranje,
8 – Dovod goriva,
9 – Sekundarni zrak
Isparivač
Isparivač
Presjek parnog kotla loženog otpadom
47
Generator pare s loženjem u vrtložnom sloju, toplinska snaga 240 MW
1 – Vrtložno ložište, 2 – Ciklon, 3 – Konvektivni izmjenjivači topline, 4 – Elektrofiltri ispušnih plinova, 5
– Zagrijač zraka
48
Zahvaljujemo na pozornosti
49