Выбросы углекислого газа [ править ]
Поскольку уголь в основном состоит из углерода , угольные электростанции имеют высокую углеродоемкость . В среднем угольные электростанции выбрасывают гораздо больше парниковых газов на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. Также выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии ). В 2018 году уголь, сжигаемый для производства электроэнергии, произвел более 10 Гт CO.2 из 34 Гт от сжигания топлива (общие выбросы парниковых газов за 2018 год составили 55 Гт CO2д ).
Поэтапный отказ
В 2020 году, хотя Китай построил несколько электростанций, в мире больше угольной энергии было выведено из эксплуатации, чем построено: Генеральный секретарь ООН заявил, что страны ОЭСР должны прекратить производство электроэнергии из угля к 2030 году, а остальной мир — к 2040 году, иначе глобальное потепление будет ограничено 1,5. ° C, цель Парижского соглашения , было бы чрезвычайно сложно.
Конверсия
Некоторые электростанции переоборудуются для сжигания газа, биомассы или отходов , а в 2023 году будут проведены испытания перехода на аккумуляторы тепла .
Улавливание углерода
Модернизация некоторых существующих угольных электростанций с улавливанием и хранением углерода рассматривалась в Китае в 2020 году , но это очень дорого , снижает выработку энергии и для некоторых станций технически невозможно.
Политика [ править ]
Гринпис протестует против угля у канцелярии Германии
Энергетическая политика Китая в отношении угля и угля в Китае являются наиболее важными факторами в отношении будущего угольных электростанций, так как страна имеет так много. Согласно одному анализу, местные власти чрезмерно инвестировали в угольную электроэнергию в середине 2010-х годов, потому что центральное правительство гарантировало часы работы и установило высокие оптовые цены на электроэнергию. По состоянию на 2019 год инвестиции BRI могут быть направлены на сохранение занятости квалифицированных специалистов , а также потому, что банкам и государственным предприятиям нужно куда-то размещать свой капитал и опыт.
В демократических странах инвестиции в угольную электроэнергию следуют экологической кривой Кузнеца . энергетическая политика Индии о угля является проблемой в политике Индии .
Протесты
Протесты часто происходили на горнодобывающих предприятиях и на площадках предполагаемых новых заводов.
Экологическое значение
Благодаря тому, что при постройке такой электростанции удается избавиться от многих старых городских котельных, которые играют чрезвычайно негативную роль в экологическом состоянии района (огромное количество копоти), чистоту воздуха в городе порой удается повысить на порядок. Кроме того, новые ТЭЦ позволяют ликвидировать завалы мусора на городских свалках. Новейшее очистительное оборудование позволяет эффективно очищать выброс, а энергетическая эффективность такого решения оказывается чрезвычайно велика. Так, выделение энергии от сжигания тонны нефти идентично тому ее объему, которое выделяется при утилизации двух тонн пластика. А уж этого «добра» хватит на десятки лет вперед!
Чаще всего строительство ТЭЦ предполагает использование ископаемого топлива, о чем мы уже говорили выше. Впрочем, в последние годы планируется создание атомных станций, которые будут монтироваться в условиях труднодоступных регионов Крайнего Севера. Так как подвоз топлива туда исключительно затруднен, атомная энергетика является единственным надежным и постоянным источником энергии.
Выбросы углекислого газа [ править ]
Поскольку уголь в основном состоит из углерода , угольные электростанции имеют высокую углеродоемкость . В среднем угольные электростанции выбрасывают гораздо больше парниковых газов на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. Также выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии ). В 2018 году уголь, сжигаемый для производства электроэнергии, произвел более 10 Гт CO.2 из 34 Гт от сжигания топлива (общие выбросы парниковых газов за 2018 год составили 55 Гт CO2д ).
Поэтапный отказ
В 2020 году, хотя Китай построил несколько электростанций, в мире больше угольной энергии было выведено из эксплуатации, чем построено: Генеральный секретарь ООН заявил, что страны ОЭСР должны прекратить производство электроэнергии из угля к 2030 году, а остальной мир — к 2040 году, иначе глобальное потепление будет ограничено 1,5. ° C, цель Парижского соглашения , было бы чрезвычайно сложно.
Конверсия
Некоторые электростанции переоборудуются для сжигания газа, биомассы или отходов , а в 2023 году будут проведены испытания перехода на аккумуляторы тепла .
Улавливание углерода
Модернизация некоторых существующих угольных электростанций с улавливанием и хранением углерода рассматривалась в Китае в 2020 году , но это очень дорого , снижает выработку энергии и для некоторых станций технически невозможно.
Политика
Гринпис протестуя против угля на Канцелярия Германии
В и уголь в Китае являются наиболее важными факторами относительно будущего угольных электростанций, потому что в стране их так много. Согласно одному анализу, местные власти чрезмерно инвестировали в угольную электроэнергию в середине 2010-х годов, поскольку центральное правительство гарантировало часы работы и установило высокие оптовые цены на электроэнергию. По состоянию на 2019 год Инвестиции BRI могут быть направлены на сохранение работы квалифицированных специалистов и потому что банки и государственные предприятия нужно где-то разместить свой капитал и экспертизу.
В демократии инвестиции в угольную энергию следуют экологическая кривая Кузнеца. В это проблема в политика Индии.
«Благодаря гидроуглю и водоугольной суспензии»
— Подождите, как это ТЭЦ-5 должна была работать на буром угле? Ведь проектным топливом для нее считался каменный уголь, да и два энергоблока способны работать на газе…
— Да, способны. Первые два года после ввода в эксплуатацию станция и работала только на газе — это было сделано, чтобы ее запустить быстрее. У Новосибирской ТЭЦ-5 судьба вообще фантастическая. Когда я только переехал в Новосибирск, станция уже работала — как пиковая водогрейная котельная, в составе трех водогрейных котлов. Потом запустили еще один. Кстати, такая последовательность — обычное дело. Когда уже при мне в «Новосибирскэнерго» проектировалась ТЭЦ-6, сначала там также запустили котельную. Потом ее отдали «Сибэлектротерму». Но это было позже, а тогда, в конце 1970-х и начале 1980-х, проект ТЭЦ-5 продвигался очень тяжело. Планировалось поставить совсем другие котлы и турбины, а саму станцию возвести немножко в другом месте. Но примерно там же, где она сейчас и стоит. Был даже выкопан котлован…
Аналогичные ТЭЦ, именно под нужды населения городов, тогда строились в Хабаровске, в Челябинске. И так и не были достроены до конца. Причем еще при советской власти эти объекты затормозили. У государства и раньше-то не было огромных ресурсов… Такая же судьба ждала и ТЭЦ-5. Ее просто перестали строить в начале 1980-х, решив, что для нужд города хватит действующих водогрейных котлов. А ТЭЦ — ну, подождем, когда-то достроим.
— Но в итоге станцию все же построили. Как это получилось? И куда делся бурый уголь?
— Это целая история! Начну издалека. Великий инженер Владимир Семенович Мучник (он, кстати, окончил свою жизнь в новосибирском Академгородке) проповедовал в Кузбассе гидродобычу угля. По его инициативе на границе Белова и Ленинска-Кузнецкого была построена крупная гидрошахта. Там уголь добывали гидравлическим способом, транспортировали его наверх насосами, где осушали и отгружали. А рядом стояла Беловская ГРЭС, где я имел счастье в 1960-х работать. Решили на нее этот уголь и направлять. Причем багерными насосами — там до шахты от станции было 8 км по прямой и метров 80 разницы по высоте (шахта в горе). На ГРЭС этот уголь сначала пытались сушить в специальных барабанах — но это оказалось неэффективно. В итоге гидроуголь сушить начали в центрифугах. И до 30% угля, который потребляла Беловская ГРЭС, составлял гидроуголь.
Но дальше этого дело не пошло. Зато про опыты Мучника каким-то образом узнали в США. По его идеям построили в штате Невада огромный гидроуглепровод, поставили на его конце мощную ТЭС Мохаве. Там не бывает морозов, как у нас, и сушильные центрифуги оказались очень эффективными. Станция, по-моему, и сейчас работает на гидроугле. Об этом тогда прознал председатель Госплана Николай Байбаков. Он съездил в США, на эту станцию. Вернувшись в СССР, решил — надо строить такой же гидроуглепровод. Стали искать, а куда из Белово его можно проложить. И тут оказалось, что в Новосибирске в планах — строительство ТЭЦ-5. В итоге эту станцию и переориентировали под гидроуголь.
— И проектные решения были пересмотрены?
— Да. Правда, поначалу выяснилось, что котлостроительные заводы в СССР не способны сделать котлы под уголь с влажностью 22%. Только в Таганроге, на «Красном котельщике», согласились рискнуть — у них уже был похожий котел, но паропроизводительностью 670 тонн в час. Под него в итоге запроектировали турбину Т-180−200. Плюс дополнительные пылесистемы, чтобы с такой влажностью угля бороться. И все завертелось. Миннефтегазстрой построил трубопровод из Белово, 240 км — все за несколько месяцев!
Но в 1985 году, как я уже говорил, первые энергоблоки ТЭЦ-5 нам пришлось запускать на газе, не дожидаясь угля — угольщики не успели к тому времени достроить у себя обезвоживающую фабрику. И в тот момент проснулись злые научные силы. И начали спрашивать: «Зачем вы там возитесь с этим гидроуглем? Есть же водоугольная суспензия!» И завертелось все по новой. Третий энергоблок мы уже запускали на ВУС.
Но в конечном итоге все получилось по Черномырдину. Однако именно благодаря всем этим играм с наукой, всем этим проектам по гидроуглю и ВУС, в Новосибирске получилось построить ТЭЦ-5. Два из шести энергоблоков мы запустили уже в 1990-х и начале 2000-х, но старт всему был заложен в 1985-м.
Что такое ТЭЦ?
Само название данного объекта напоминает предыдущее, и на самом деле, ТЭЦ, как и тепловые электростанции преобразуют тепловую энергию сжигаемого топлива. Но помимо электроэнергии теплоэлектроцентрали (так расшифровывается ТЭЦ) поставляют потребителям тепло. ТЭЦ особенно актуальны в холодных климатических зонах, где нужно обеспечить жилые дома и производственные здания теплом. Именно поэтому ТЭЦ так много в России, где традиционно используется центральное отопление и водоснабжение городов.
По принципу работы ТЭЦ относятся к конденсационным электростанциям, но в отличие от них, на теплоэлектроцентралях часть выработанной тепловой энергии идет на производство электричества, а другая часть – на нагрев теплоносителя, который и поступает к потребителю.
ТЭЦ более эффективна по сравнению с обычными ТЭС, поскольку позволяет использовать полученную энергию по максимуму. Ведь после вращения электрогенератора пар остается горячим, и эту энергию можно использовать для отопления.
Помимо тепловых, существуют атомные ТЭЦ, которые в перспективе должны сыграть ведущую роль в электро- и теплоснабжении северных городов.
Как работают ТЭС на угольном топливе
Для того чтобы станция работала непрерывно, по железнодорожным путям постоянно привозят уголь, который разгружается при помощи специальных разгрузочных устройств. Далее имеются такие элементы, как транспортерные ленты, по которым разгруженный уголь подается на склад. Далее топливо поступает в дробильную установку. При необходимости есть возможность миновать процесс поставки угля на склад, и передавать его сразу к дробилкам с разгрузочных устройств. После прохождения этого этапа раздробленное сырье поступает в бункер сырого угля. Следующий шаг — это поставка материала через питатели в пылеугольные мельницы. Далее угольная пыль, используя пневматический способ транспортировки, подается в бункер угольной пыли. Проходя этот путь, вещество минует такие элементы, как сепаратор и циклон, а из бункера уже поступает через питатели непосредственно к горелкам. Воздух, проходящий сквозь циклон, засасывается мельничным вентилятором, после чего подается в топочную камеру котла.
Далее движение газа выглядит примерно следующим образом. Летучее вещество, образовавшееся в камере топочного котла, проходит последовательно такие устройства, как газоходы котельной установки, далее, если используется система промежуточного перегрева пара, газ подается в первичный и вторичный пароперегреватель. В этом отсеке, а также в водяном экономайзере газ отдает свое тепло на разогрев рабочего тела. Далее установлен элемент, называющийся воздухоперегревателем. Здесь тепловая энергия газа используется для подогрева поступающего воздуха. После прохождения всех этих элементов, летучее вещество переходит в золоуловитель, где очищается от золы. После этого дымовые насосы вытягивают газ наружу и выбрасывают его в атмосферу, использую для этого газовую трубу.
Производство угля [ править ]
Мировое производство электроэнергии по источникам в 2018 году. Общая выработка составила 26,7 ПВтч .
Уголь (38%)
Природный газ (23%)
Гидро (16%)
Ядерная (10%)
Ветер (5%)
Масло (3%)
Солнечная (2%)
Биотопливо (2%)
Другое (1%)
По состоянию на 2020 год две трети сжигаемого угля идет на выработку электроэнергии. По состоянию на 2018 год уголь был крупнейшим источником электроэнергии — 38%, такая же доля, как и 20 лет назад: единственными странами, производящими более 350 ТВтч из общего объема около 10 000 ТВтч в 2018 году, является Китай (4732), Индия (1176) и США (1246).
По состоянию на 2018 год строящаяся угольная мощность составляла 236 ГВт, запланированная — 339 ГВт, 50 ГВт было введено в эксплуатацию и 31 ГВт списано.
Загрязнение [ править ]
Угольная электростанция wastestreams
В некоторых странах загрязнение контролируется наилучшими доступными методами , например, в ЕС посредством его Директивы о промышленных выбросах . В Соединенных Штатах угольные электростанции регулируются на национальном уровне несколькими нормативными актами по загрязнению воздуха, в том числе нормативными документами по ртути и токсичным веществам в воздухе (MATS) , руководящими указаниями по сбросам для загрязнения воды и твердыми отходами. правила в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).
Угольные электростанции продолжают загрязнять в слегка регулируемых странах , таких как Западные Балканы , Индия , Россия и Южная Африка , в результате чего сотни тысяч преждевременных смертей ежегодно.
Местное загрязнение воздуха
Ущерб здоровью от твердых частиц , диоксида серы и оксида азота происходит в основном в Азии и часто происходит из-за сжигания низкокачественного угля, такого как бурый уголь , на предприятиях, не имеющих современной системы очистки дымовых газов . Ранняя смертность из-за загрязнения воздуха оценивается в 200 на ГВт-год, однако она может быть выше на электростанциях, где скрубберы не используются, или ниже, если они расположены далеко от городов.
Загрязнение воды
Загрязняющие вещества, такие как выщелачивание тяжелых металлов в грунтовые воды из резервуаров для хранения угольной золы или свалок, загрязняют воду, возможно, на десятилетия или столетия. Сбросы загрязняющих веществ из золоотвалов в реки (или другие поверхностные водоемы) обычно включают мышьяк , свинец , ртуть , селен , хром и кадмий .
Выбросы ртути от угольных электростанций могут снова выпадать на землю и воду во время дождя, а затем превращаться бактериями в метилртуть . В результате биомагнификации эта ртуть может достичь опасно высоких уровней в рыбе. Более половины атмосферной ртути поступает от угольных электростанций.
Угольные электростанции также выделяют диоксид серы и азот . Эти выбросы приводят к кислотным дождям , которые могут реструктурировать пищевые сети и привести к исчезновению популяций рыб и беспозвоночных .
Смягчение местного загрязнения
По прогнозам, по состоянию на 2018 год местное загрязнение в Китае, где находится наибольшее количество угольных электростанций, еще больше сократится в 2020-х и 2030-х годах, особенно если небольшие и малоэффективные электростанции будут выведены из эксплуатации раньше.
Выбросы углекислого газа [ править ]
Поскольку уголь в основном состоит из углерода , угольные электростанции имеют высокую углеродоемкость . В среднем угольные электростанции выделяют гораздо больше парниковых газов на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. Также выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии ). В 2018 году уголь, сжигаемый для выработки электроэнергии, произвел более 10 Гт CO.2 из 34 Гт от сжигания топлива (общие выбросы парниковых газов за 2018 год составили 55 Гт CO2д ).
Поэтапный отказ
В 2020 году, хотя Китай построил несколько электростанций, в мире больше угольной энергии было выведено из эксплуатации, чем построено: Генеральный секретарь ООН заявил, что страны ОЭСР должны прекратить производство электроэнергии из угля к 2030 году, а остальной мир — к 2040 году, в противном случае глобальное потепление ограничится 1,5. ° C, цель Парижского соглашения , было бы чрезвычайно сложно.
Конверсия
Некоторые электростанции переоборудуются для сжигания газа, биомассы или отходов , а в 2023 году будут проведены испытания перехода на аккумуляторы тепла .
Улавливание углерода
Модернизация некоторых существующих угольных электростанций с улавливанием и хранением углерода рассматривалась в Китае в 2020 году , но это очень дорого , снижает выработку энергии и для некоторых станций технически невозможно.
Уголь, как топливо ТЭС.
Пожалуй, начнём с угля. Уголь известен человечеству с давних времён. Им люди отапливают свои жилища очень давно. Это связано, прежде всего с доступностью самого топлива — некоторые залежи угля становятся доступны буквально сняв 2-3 метра верхнего слоя земли. Также давнее применение угля в качестве топлива связано ещё с тем, что его легко можно хранить. Не нужно каких-то хитрых приспособлений и построек, достаточно сложить его в кучу.
В промышленности уголь активно начали использовать с конца 18 века. Со становлением железнодорожного транспорта уголь начали использовать и там
На любом производстве важно иметь балкон, с которого будет обзор на предприятие. Балкон под ключ
Первые электростанции, работающие на угле, начали строить с конца 19 века и до сих пор уголь на ТЭС активно используется.
На первых ТЭС уголь сжигался в котлах на колосниковых решетках. Сначала кочегары лопатами закидывали уголь в топку, шлак удаляли тоже вручную. Затем появились механизированные колосниковые решетки. На них уголь ссыпался с верху из бункера, решетка двигалась и шлак падал с другого конца в приемник шлака. Это значительно облегчило труд кочегаров.
В настоящее время в электростанций не жгут уголь в виде комков. Сейчас сжигают угольную пыль. Угольная пыль получается после размола кусков угля в дробилках и различных мельницах (барабанные, молотковые, мельницы-вентиляторы и др.). Затем, угольная пыль транспортируется воздухом к горелкам, установленных в котле. На выходе из горелок в топке, угольная пыль перемешиваясь с воздухом горит.
Вы можете более подробно прочитать про .
Схема работы
Принцип работы ТЭС построен следующим образом.
Топливный материал, а также окислитель, роль которого чаще всего берет на себя подогретый воздух, непрерывным потоком подаются в топку котла.
В роли топлива могут выступать такие вещества, как уголь, нефть, мазут, газ, сланцы, торф.
Если говорить о наиболее распространенном топливе на территории Российской Федерации, то это угольная пыль.
Далее принцип работы ТЭС строится таким образом, что тепло, которое образуется за счет сжигания топлива, нагревает воду, находящуюся в паровом котле.
В результате нагрева происходит преобразование жидкости в насыщенный пар, который по пароотводу поступает в паровую турбину.
Основное предназначение этого устройства на станции заключается в том, чтобы преобразовать энергию поступившего пара, в механическую.
Все элементы турбины, способные двигаться, тесно связываются с валом, вследствие чего они вращаются, как единый механизм. Чтобы заставить вращаться вал, в паровой турбине осуществляется передача кинетической энергии пара ротору.
Первая электростанция в мире
Самая первая центральная электростанция, the Pearl Street, была сдана в эксплуатацию 4 сентября 1882 года в Нью-Йорке.
Станция была построена при поддержке Edison Illuminating Company, которую возглавлял Томас Эдисон.
На ней были установлены несколько генераторов Эдисона общей мощностью свыше 500 кВт.
Станция снабжала электроэнергией целый район Нью-Йорка площадью около 2,5 квадратных километров.
Станция сгорела дотла в 1890году, сохранилась только одна динамо-машина, которая сейчас находится в музее the Greenfield Village, Мичиган.
30 сентября 1882 года заработала первая гидроэлектростанция the Vulcan Street в штате Висконсин. Автором проекта был Г.Д. Роджерс, глава компании the Appleton Paper & Pulp.
На станции был установлен генератор с мощностью приблизительно 12.5 кВт. Электричества хватало на дом Роджерса и на две его бумажные фабрики.
Электростанция Gloucester Road. Брайтон был одним из первых городов в Великобритании с непрерывным электроснабжением.
В 1882 году Роберт Хаммонд основал компанию Hammond Electric Light , а 27 февраля 1882 года он открыл электростанцию Gloucester Road.
Станция состояла из динамо щетки, которая использовалась, чтобы привести в действие шестнадцать дуговых ламп.
В 1885 году электростанция Gloucester была куплена компанией Brighton Electric Light. Позже на этой территории была построена новая станция, состоящая из трех динамо щеток с 40 лампами.
Электростанция Зимнего дворца
В 1886 году в одном из внутренних дворов Нового Эрмитажа была построена электростанция.
Автором проекта выступил техник дворцового управления Василий Леонтьевич Пашков.
Электростанция была крупнейшей во всей Европе, не только на момент постройки, но и на протяжении последующих 15 лет.
Ранее для освещения Зимнего дворца использовались свечи, с 1861 года начали использовать газовые светильники. Так как электролампы имели большее преимущество, были начаты разработки по внедрению электроосвещения.
Прежде чем здание было полностью переведено на электричество, освещении при помощи ламп использовали для освещения дворцовых зал во время рождественских и новогодних праздников 1885 года.
9 ноября 1885 года, проект строительства «фабрики электричества» был одобрен императором Александром III. Проект включал электрификацию Зимнего дворца, зданий Эрмитажа, дворовой и прилегающей территории в течение трех лет до 1888 года.
Была необходимость исключить возможность вибрации здания от работы паровых машин, размещение электростанции предусмотрели в отдельном павильоне из стекла и металла. Его разместили во втором дворе Эрмитажа, с тех пор называемом «Электрическим».
Как выглядела станция
Здание станции занимало площадь 630 м², состояло из машинного отделения с 6 котлами, 4 паровыми машинами и 2 локомобилями и помещения с 36 электрическими динамо-машинами. Общая мощность достигала 445 л.с.
Было предложено три режима освещения:
- полное (праздничное) включать пять раз в году (4888 ламп накаливания и 10 свечей Яблочкова);
- рабочее – 230 ламп накаливания;
- дежурное (ночное) – 304 лампы накаливания. Станция потребляла около 30 тыс. пудов (520 т) угля в год.
Список используемой литературы
- Steam: его создание и использование (2005). 41-е издание, компания Babcock & Wilcox, ISBN 0-9634570-0-4
- Эксплуатация паровой установки (2011 г.). 9-е издание, Эверетт Б. Вудрафф, Герберт Б. Ламмерс, Томас Ф. Ламмерс (соавторы), McGraw-Hill Professional, ISBN 978-0-07-166796-8
- Справочник по производству электроэнергии: основы эксплуатации электростанций с низким уровнем выбросов и высокой эффективностью (2012 г.). 2-е издание. Филип Киаме, McGraw-Hill Professional, ISBN 978-0-07-177227-3
- Стандартный справочник по силовой установке (1997). 2-е издание, Томас Эллиотт, Као Чен, Роберт Суонекамп (соавторы), McGraw-Hill Professional, ISBN 0-07-019435-1
Ископаемое топливо: характеристика, проблематика
Природные запасы ископаемого топлива – это модифицированные продукты распада животных и растений, погибших миллионы лет назад. Когда они сжигаются на специализированных предприятиях, выделяется тепловая энергия, которая применяется для производства электрической.
Теплоэнергетика России
Сегодня переход на чистые возобновляемые источники энергии является политической задачей всего мира. Это обусловлено тем, что ископаемое топливо будет исчерпано в течение последующих 200 лет, а мировые поставки сырой нефти и природного газа, по оценкам специалистов, иссякнут в течение 100 лет.
Но есть и преимущества ископаемого топлива:
- Высокая эффективность. Оно может быть добыто относительно дешевым способом, а транспортировка его сравнительно быстра и удобна.
- Технологии, необходимые для генерирования электроэнергии, давно отработаны, оборудование является надёжным, его легче приобрести и эксплуатировать, чем, например, устройства для солнечных или ветровых электростанций.
Помимо того, что запасы ископаемого топлива постепенно истощаются, главным недостатком процесса извлечения энергии этим способом является негативное воздействие на окружающую среду. Горение сопровождается образованием тяжелых твердых частиц и высоким выбросом углекислого газа.
Каменный уголь более качественный, но многие электростанции используют бурый, который добывать намного дешевле. Количество получаемой энергии в расчете на 1 кг веса бурого угля по сравнению с каменным примерно в 3 раза ниже (первого – 3 кВт⋅ч на кг, второго – 9 кВт⋅ч на кг). Поэтому на электростанциях, работающих на буром угле, необходимо сжигать тройную массу на единицу энергии.
Для уменьшения ущерба, наносимого окружающей среде, ТЭС имеют высотные дымоходы, которые рассеивают эти частицы и локально уменьшают их вредное влияние. Кроме того, на электростанциях устанавливаются дымоходные фильтры.
Загрязнение
Угольная электростанция wastestreams
В некоторых странах загрязнение контролируется наилучшие доступные методы, например, в Европа через его Директива о промышленных выбросах. В Соединенных Штатах угольные электростанции регулируются на национальном уровне несколькими постановлениями о загрязнении воздуха, включая Стандарты по ртути и токсичности воздуха (MATS) регулирование, к рекомендации по сбросам за загрязнение воды, и правилами по твердым отходам в соответствии с Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA).
Угольные электростанции продолжают загрязнять окружающую среду в слабо регулируемых странах, таких как Западная Балканы,Индия, Россия и Южная Африка, ежегодно вызывая сотни тысяч преждевременных смертей.
Местное загрязнение воздуха
Ущерб здоровью от частицы, Диоксид серы и оксид азота происходит в основном в Азии и часто происходит из-за сжигания угля низкого качества, такого как лигнит, у растений, лишенных современных дымовые газы лечение. Ранняя смертность из-за загрязнения воздуха оценивается в 200 на ГВт-год, однако она может быть выше на электростанциях, где скрубберы не используются, или ниже, если они расположены далеко от городов.
Загрязнение воды
Загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы выщелачивание в грунтовые воды из необлицованных угольная зола водохранилища или свалки загрязняют воду, возможно, на десятилетия или столетия. Выбросы загрязняющих веществ из зольные пруды к рекам (или другим поверхностным водным объектам) обычно включают мышьяк, вести, Меркурий, селен, хром, и кадмий.
Выбросы ртути от угольных электростанций могут снова выпадать на землю и воду во время дождя, а затем преобразовываться в метилртуть бактериями. Через биомагнификация, эта ртуть может достигать опасно высоких уровней в рыбе. Более половины ртути в атмосфере поступает от угольных электростанций.
Угольные электростанции также выбрасывают диоксид серы и азот. Эти выбросы приводят к кислотный дождь, который может реструктурировать пищевые полотна и привести к краху рыбы и беспозвоночный населения.
Смягчение местного загрязнения
По состоянию на 2018 год местное загрязнение в Китае, где больше всего угольных электростанций, по прогнозам, еще больше снизится в 2020-х и 2030-х годах, особенно если небольшие и низкоэффективные электростанции выйдут из эксплуатации раньше.
КПД тепловой электростанции
Основным показателем любой тепловой электростанции является ее коэффициент полезного действия. Например, для угольных ТЭС существует термический КПД, определяемый количеством угля, необходимого для выработки 1 кВт*ч электроэнергии. Если в начале 20-х годов прошлого века этот показатель составлял 15,4 кг, то в 60-е годы он снизился до 3,95 кг. В дальнейшем расход угля вновь незначительно поднялся до 4,6 кг.
Причиной такого подъема стали газоочистители, уловители пыли и золы, из-за которых угольная электростанция снизила выходную мощность на 10%. Многие станции пользуются более чистым в экологическом плане углем, что также привело к увеличению потребления топлива.
Процентное выражение термического КПД тепловой электростанции составляет не более 36%, что связано с высокими тепловыми потерями, вызываемыми отходящими газами при горении. У атомных электростанций, отличающимися низкими температурами и давлением термический КПД еще ниже – 32%. Самый высокий показатель у газотурбинных установок, оборудованных котлами-утилизаторами и дополнительными паровыми турбинами. КПД электростанций с таким оборудованием превышает 40%. Этот показатель полностью зависит от величины рабочих температур и давления пара.
Современные паротурбинные электростанции используют промежуточный перегрев пара. После того как он частично отработает в турбине, происходит его отбор в промежуточной точке для последующего повторного нагрева до первоначальной температуры. Система промежуточного перегрева может состоять из двух ступеней и более, что способствует значительному увеличению термического КПД.
Транспортировка и доставка угля [ править ]
Завод Castle Gate недалеко от Хелпера, штат Юта .
Уголь доставляется автомобильным транспортом , железнодорожным транспортом , баржей , угольным судном или трубопроводом для шлама . Иногда рядом с шахтой строят генерирующие станции; особенно один горнодобывающий уголь, такой как бурый уголь , который недостаточно ценный для перевозки на большие расстояния; поэтому может получить угль с помощью конвейерной ленты или массивного дизель-электрического -Драйв грузовых автомобилей . Большой угольный поездтак называемый «единичный поезд» может иметь длину 2 км, вмещать 130–140 вагонов, в каждом из которых находится около 100 тонн угля, с общей загрузкой более 10 000 тонн. Для большой электростанции при полной нагрузке требуется как минимум одна доставка угля такого размера каждый день. У растений может быть от трех до пяти поездов в день, особенно в «пик сезона», в самые жаркие летние или самые холодные зимние месяцы (в зависимости от местного климата), когда потребление энергии велико.
В современных разгрузчиках используются роторные самосвалы, что исключает проблемы с замерзанием угля в карьерных самосвалах. Разгрузчик включает в себя рычаг позиционера поезда, который тянет за собой весь состав для размещения каждого вагона над бункером для угля. Самосвал прижимает отдельный автомобиль к платформе, которая переворачивает автомобиль вверх дном, чтобы выгружать уголь. Поворотные муфты позволяют выполнять всю операцию, пока кабины еще соединены. Разгрузка составного поезда занимает около трех часов.
В более коротких поездах могут использоваться железнодорожные вагоны с «воздушной разгрузкой», которая зависит от давления воздуха от двигателя и «горячего башмака» на каждом вагоне. Этот «горячий башмак», когда он входит в контакт с «горячим рельсом» на разгрузочной эстакаде, запускает электрический заряд через устройство сброса воздуха и заставляет двери в днище вагона открываться, сбрасывая уголь через отверстие в эстакада. Разгрузка одного из этих поездов занимает от часа до полутора часов. Старые разгрузочные машины могут по-прежнему использовать железнодорожные вагоны с нижней разгрузкой с ручным управлением и «шейкер», прикрепленный для разгрузки угля.
Угольщик (грузовое судно, перевозящее уголь) может вместить 41 000 тонн (40 000 длинных тонн) угля, а его разгрузка занимает несколько дней. Некоторые угольщики имеют собственное конвейерное оборудование для разгрузки собственных бункеров; другие зависят от оборудования на заводе. Для транспортировки угля в более спокойных водах, таких как реки и озера, часто используются баржи с плоским дном . Баржи, как правило , обесточены и должны быть перемещены буксирами или буксирами .
Для пусковых или вспомогательных целей установка может также использовать мазут. Мазут может доставляться на заводы по трубопроводу , танкером , цистерной или грузовиком. Нефть хранится в вертикальных цилиндрических стальных резервуарах емкостью до 14 000 кубических метров (90 000 баррелей). Более тяжелый нет. 5 «бункер» и нет. 6 топливо обычно нагревается паром перед перекачкой в холодный климат.
