Вугільна електростанція: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
(Створена сторінка: міні|290x290пкс|Власна електростанція [[Залізничний транспорт|залізниці на 300 В постійного струму Франкфурт, 1884 р.]] Електростанція, що працює на вугіллі, це парова/теплова електростанція, яка спалює вугілля для вир...)
(Немає відмінностей)

Версія за 15:52, 30 листопада 2021

Власна електростанція залізниці на 300 В постійного струму Франкфурт, 1884 р.

Електростанція, що працює на вугіллі, це парова/теплова електростанція, яка спалює вугілля для вироблення електроенергії.

Є електростанції для бурого та кам'яного вугілля. Типи електростанцій навмисно розроблені для відповідного палива з його технологічними характеристиками, теплотворною здатністю та зольністю.

Наприклад у Німеччині електростанції, що працюють на бурому вугіллі, виробляють електроенергію для базового навантаження, а які використовують кам'яне вугілля – в основному для середнього навантаження.[1] У всьому світі, частка вугілля у виробництві електроенергії 2015 року склала 40,7 відсотків.[2] Типова електрична потужність одного блоку вугільної електростанції, становить до 1000 мегават; коли кілька блоків електростанції з'єднуються між собою у велику електростанцію, встановлені потужності окремих блоків складаються.

Крім Китайської Народної Республіки, з 2018 року було виведено з експлуатації більше старих потужностей, ніж побудовано нових. У Європі до 2020 року, повинні бути зупиненими вугільні електростанції загальною потужністю 8300 МВт.[3]

Улаштування

Електростанція, що працює на вугіллі, має такі типові системні складові:

Схема електростанції
  •    Стрічкові конвеєрні системи для вугілля, дробильні вежі та важкі бункерні конструкції для транспортування, обробки, проміжного зберігання та розподілу палива
  •    Машинне відділення для парових турбін, генераторів, насосів живильної води та конденсаторів
  •    Системи очищення димових газів
  •    Димарі (частково вбудовані в градирні)
  •    Системи виробництва живильної та охолоджувальної води для котлів із доступної сирої води
  •    Установки для очищення сирої води та від золи, шлаку й інших побічних продуктів
  •    Вільні майданчики для зберігання палива
  •    Допоміжні будівлі для адміністрації, диспетчерських та великих випробувальних лабораторій

Спосіб дії (загальне)

На вугільній електростанції, буре або кам'яне вугілля спочатку потрапляє у важку конструкцію бункера через систему конвеєрних стрічок для вугілля. Вугілля проходить крізь сепаратор сторонніх тіл, ксиліт та дробильну вежу, що дробить вугілля. Вугілля подається на окремі вугільні млини за допомогою стрічкових транспортерів. На вугільних млинах вугілля подрібнюється і сушиться з газами, що відходять з пилоподібної печі і вдувається в камеру згоряння пилоподібної печі, де воно повністю згоряє. Тепло, котре виділяється в підсумку, поглинається водотрубним котлом і перетворює воду, що надходить, на водяну пару. Водяна пара проходить крізь пароперегрівач і тече трубами до парової турбіни, в якій він виділяє частину своєї енергії, розслаблюється й охолоджується. За турбіною слідує конденсатор, в якому пара передає власне тепло холодній воді і конденсується.

Насос живильної води перекачує отриману рідку воду як живильну воду назад до водотрубного котла, який завершує цикл. Димові гази з камери згоряння використовуються для попереднього нагріву живильної води в економайзері та повітря для горіння, що всмоктується крізь припливний вентилятор у повітронагрівачі. За потреби, перед пристроєм можуть бути встановлені пароповітряні обігрівачі. Механічна енергія, що виробляється в турбіні, використовується приведеним нею генератором (турбоагрегатом), для вироблення електроенергії.

Димовий газ, який утворюється під час спалювання у камері згоряння, піддається очищенню (знепилювання за допомогою електрофільтра, десульфуризація димових газів і, можливо, денітрифікація димових газів) перед тим, як вони залишають електростанцію через димар або інколи крізь градирню.

Охолоджувальна вода, нагріта в конденсаторі, охолоджується в градирні, частково використовується повторно або скидається в наявну річку.

Так званий гіпс FGD (також званий гіпсом електростанцій) виробляється в ході десульфурації димових газів, який використовується в промисловості будівельних матеріалів і, наприклад, покриває близько 60 відсотків потреб у сировині для гіпсової промисловості.

Зола від палива, видаляється у вигляді шлаку з камери пальника або у як зола виносу з електрофільтра. Її скидають або частково використовують як заповнювач для цементу.

Екологічні та соціальні проблеми

Вугільні електростанції потрапили під обстріл наукових, екологічних та природоохоронних організацій, а також правозахисників з низки причин. Основними причинами цього, є поганий баланс парникових газів на вугільних електростанціях, їх високі викиди забруднювальних речовин і пов’язані з цим екологічні та економічні наслідки та соціальні проблеми, що виникають внаслідок видобутку вугілля.

Вплив на клімат

Оскільки вугілля має більший вміст вуглецю в паливі, ніж вуглеводні, такі як природний газ або видобувна нафта, при спалюванні вугілля фізично виділяється більше вуглекислого газу на одиницю отриманої енергії, порівняно з іншими викопними видами палива.[4] Збільшення викидів парникових газів з початку промислової революції, є основною причиною глобального потепління. Близько 78% загальних антропогенних викидів парникових газів у проміжок з 1970 по 2010 рік, можна простежити до спалювання викопного палива.[5] Лігнітні електростанції викидають на 850–1200 г CO2 на кВт-год більше вуглекислого газу, ніж електростанції на кам’яному вугіллі з 750–1100 г CO2 на кВт-год.[6] Це означає, що забруднювальна потужність електростанцій, які працюють на вугіллі, значно вища, ніж у парогазових електростанцій на викопному паливі, які викидають 400–550 г/кВт год. За використання новітніх технологій, наприклад на газовій електростанції Іршінг (Німеччина), ці викиди становлять лише 330 г CO2 на кВт-год.[7] Відновлювані джерела енергії мають ще значно нижчі викиди: тоді як енергія вітру та гідроенергетика мають викиди вуглекислого газу приблизно 10–40 г/кВт-год, для фотоелектричних пристроїв цей показник становить 50–100 г/кВт-год. Для ядерної енергетики це 10–30 г/кВт год.[8] Через велику вагу виробництва електроенергії, перехід від використання вугілля до низьковуглецевих технологій відіграє важливу роль у міжнародному захисті клімату.[9] Щоби досягти мети не більше +1,5°С, поставленої на кліматичній конференції ООН у Парижі 2015 року, всеосяжні викиди парникових газів повинні бути зведені до нуля у проміжок між 2045 та 2060 роком, прийнявши «перевищення» викидів парникових газів. Згодом значну кількість вуглекислого газу, що викидався раніше, доводиться видаляти з атмосфери Землі шляхом негативних викидів. Крім того, поставленої мети можна досягти лише за допомогою дуже послідовної та негайно розпочатої політики захисту клімату, оскільки часове вікно, протягом якого цього ще можна досягти, швидко закривалося (станом на 2015 рік).[10] Таким чином, поетапний відхід від вугілля є ключовим заходом для декарбонізації світової економіки, а також для створення сталого суспільства, у якому швидке скорочення споживання вугілля має велике значення через обмеження на викиди CO2.[11] Для прикладу у Німеччині, близько 85% викидів в електроенергетиці, надходить від виробництва електроенергії на вугіллі. Таким чином, закриття старих вугільних електростанцій, що працюють на вугіллі, може зробити великий внесок у досягнення цілей щодо захисту клімату.

Щодо України, то Бурштинська ТЕС є найбруднішою електростанцією Європи, а Україна викидає отруйного пилу з вмістом важких металів більше, ніж всі країни ЄС, Туреччина та Західні Балкани разом узяті. Про це йдеться у новому дослідженні аналітичного центру Ember. Згідно дослідженню, в Європі Україна продукує 72% всіх викидів зольного пилу, 27% двоокису сірки та 16% оксидів азоту.

За обсягами викидів діоксиду сірки, Бурштинська ТЕС посідає 1-ше місце на континенті. Вона також є найдавнішою ТЕС серед десятки топ-забруднювачів – її ввели в експлуатацію 1964 року. Серед 30 найбільших джерел/електростанцій стосовно викидів цієї отруйної речовини, Україні належать 12 вугільних електростанцій.

Див. також

Примітки

  1. II. Deutschland und die Sowjetunion: Von London nach Paris (Oktober 1945-April 1946). Westeuropa und die deutsche Teilung. Berlin, Boston: DE GRUYTER. 
  2. Hufgard, Katharina (2021). Kapitel 4: Verbesserungsvorschläge für das Informationszugangsrecht der Weltbank. Das Recht auf Informationszugang bei Internationalen Organisationen am Beispiel der Weltbank. Nomos Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. с. 342–379. 
  3. Popović, Katarina (4 травня 2020). Erwachsenenbildung weltweit auf dem Rückzug?. Erwachsenenbildung 66 (2). с. 52–55. ISSN 0341-7905. doi:10.13109/erbi.2020.66.2.52. Процитовано 30 листопада 2021. 
  4. Günther, Matthias (11 листопада 2014). Erneuerbare Energien. Energieeffizienz durch Erneuerbare Energien. Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden. с. 57–92. 
  5. Sardemann, G. (1 вересня 2001). Zum Erscheinen des dritten Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). TATuP - Zeitschrift für Technikfolgenabschätzung in Theorie und Praxis 10 (3). с. 93–98. ISSN 2199-9201. doi:10.14512/tatup.10.3.93. Процитовано 30 листопада 2021. 
  6. Sonntag, F. (1968-01). Pyrolyse und Gas‐Chromatographie der Pyrolyseprodukte von Polymeren Ein experimenteller Vergleich verschiedener Techniken II. Fette, Seifen, Anstrichmittel 70 (6). с. 417–425. ISSN 0015-038X. doi:10.1002/lipi.19680700612. Процитовано 30 листопада 2021. 
  7. III. Erlaß des Reichspräsidenten vom 24. April 1921, des Reichsministers der Justiz vom 10. Juni 1921 und Allgemeine Verfügung des Justizministers vom 15. Juni 1921 (JMBl. S. 347) sowie Erlaß des Reichspräsidenten vom 10. August 1921, des Reichsministers der Justiz vom 22. August 1921 und Allgemeine Verfügung des Justizministers vom 29. August 1921 über die bedingte Aussetzung der Vollstreckung der von den außerordentlichen Gerichten erkannten Freiheitsstrafen. Die bedingte Aussetzung der Strafvollstreckung in Preußen und im Reich. De Gruyter. 31 грудня 1922. с. 43–45. 
  8. III. Erlaß des Reichspräsidenten vom 24. April 1921, des Reichsministers der Justiz vom 10. Juni 1921 und Allgemeine Verfügung des Justizministers vom 15. Juni 1921 (JMBl. S. 347) sowie Erlaß des Reichspräsidenten vom 10. August 1921, des Reichsministers der Justiz vom 22. August 1921 und Allgemeine Verfügung des Justizministers vom 29. August 1921 über die bedingte Aussetzung der Vollstreckung der von den außerordentlichen Gerichten erkannten Freiheitsstrafen. Die bedingte Aussetzung der Strafvollstreckung in Preußen und im Reich. De Gruyter. 31 грудня 1922. с. 43–45. 
  9. Crastan, Valentin (2016). Weltweite Energiewirtschaft und Klimaschutz. doi:10.1007/978-3-662-52655-2. Процитовано 30 листопада 2021. 
  10. Rogelj, Joeri; Luderer, Gunnar; Pietzcker, Robert C.; Kriegler, Elmar; Schaeffer, Michiel; Krey, Volker; Riahi, Keywan (2015-06). Energy system transformations for limiting end-of-century warming to below 1.5 °C. Nature Climate Change (англ.) 5 (6). с. 519–527. ISSN 1758-678X. doi:10.1038/nclimate2572. Процитовано 30 листопада 2021. 
  11. Vögele, Stefan; Kunz, Paul; Rübbelke, Dirk; Stahlke, Theresa (2018-12). Transformation pathways of phasing out coal-fired power plants in Germany. Energy, Sustainability and Society (англ.) 8 (1). с. 25. ISSN 2192-0567. doi:10.1186/s13705-018-0166-z. Процитовано 30 листопада 2021.