Dr inż. Andrzej Tatarek
Siłownie cieplne
1
1
Wykład 7
Układy skojarzonego wytwarzania
energii elektrycznej i cieplnej
2
Elektrociepłownie
W skojarzonych układach energetycznych, które
stosuje się w elektrociepłowniach, przetwarzanie
energii chemicznej paliwa na energiÄ™ elektrycznÄ… jest
powiązane z jednoczesnym przetwarzaniem części
energii na energiÄ™ cieplnÄ… oddawanÄ… odbiorcom w
postaci pary z wylotu przeciwprężnego lub upustu
turbiny albo w postaci gorącej wody, którą podgrzewa
się w wymiennikach ciepła zasilanych parą
przeciwprężną lub upustową.
3
Elektrociepłownie
Wytwarzanie energii elektrycznej w układzie
skojarzonym zależy od jednoczesnego oddawania
odbiorcom zewnętrznym tej części energii cieplnej,
która w układzie kondensacyjnym byłaby stracona w
skraplaczach turbin.
4
Podział EC
W zależności od rodzaju turbin:
Przeciwprężne
Upustowo-przeciwprężne
Upustowo-kondensacyjne
5
Podział EC
W zależności od rodzaju odbiorcy:
Zawodowe  zasilają miejskie sieci ciepłownicze
Przemysłowe  oddają energię cieplną głownie do
celów technologicznych
6
EC przeciwprężna
Schemat ideowy układu cieplnego elektrociepłowni przeciwprężnej
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
7
EC przeciwprężna
Obieg przeciwprężny w układzie T-s oraz i-s
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
8
EC przeciwprężna ze SRCH
Schemat ideowy układu cieplnego elektrociepłowni przeciwprężnej ze
stacją redukcyjno-schładzającą
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
9
EC upustowo-
kondensacyjna
Schemat ideowy układu cieplnego elektrociepłowni upustowo-
kondensacyjnej
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
10
EC upustowo-
kondensacyjna
Obieg upustowo-kondensacyjny w układzie i-s
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
11
EC upustowo-
kondensacyjna z KW
Schemat ideowy układu cieplnego elektrociepłowni upustowo-
kondensacyjnej z kotłem wodnym szczytowym
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
12
EC gazowe i gazowo-parowe
Układy skojarzone stosowane w elektrociepłowniach
małej mocy obejmują układy z gazowymi silnikami
spalinowymi oraz układy z turbinami i mikroturbinami
gazowymi
13
EC gazowe
Schemat małej elektrociepłowni z silnikiem tłokowym zasilanym gazem
ziemnym
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
14
EC gazowe
Schemat małej elektrociepłowni z silnikiem tłokowym zasilanym gazem ze
zgazowania biomasy
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
15
EC gazowe
Schemat małej elektrociepłowni gazowej z turbiną pracującą w obiegu
prostym
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
16
EC gazowe i gazowo-parowe
Schemat elektrociepłowni gazowo-parowej z kotłem odzysknicowym i
turbiną parową przeciwprężną
Rys. Marecki  Podstawy przemian energetycznych
17
Biogazownia w Gröden,
Niemcy
18
Schemat ideowy biogazowni
y
ródło: materiały Schradenbiogas GmbH & Co. KG
19
Dane techniczne
Materiał wejściowy: 30 000 Mg/rok odpadów organicznych
80 000 Mg/rok gnojowicy bydlęcej i świńskiej
Zbiorniki pionowe 2 x 3000 m3
Reaktory:
Proces jednostopniowy
Fermentacja mezofilna w temp. 37°C
Czas przetwarzania biomasy ok. 21 dni
Ciśnienie gazu 50 mbar
UrzÄ…dzenia mieszajÄ…ce 2 x 3,6 kW
Produkcja biogazu: około 10 000 m3/d (zawartość metanu 65%)
około 2700 kWh energii w skojarzeniu
y
ródło: materiały Schradenbiogas GmbH & Co. KG
20
Dane techniczne
Siłownia: 4 moduły MWM TBG 616
Moc max ok. 1670 kW
Kocioł parowy: Para nasycona
Moc max 732 kW
Pochodnia: Temp. spalania ok. 1000°C
Wydajność 150-170 m3/h
Pojemność 12 000 m3 - pozostałości fermentacji
magazynów:
1 000 m3 - biogaz
1 000 m3 - materiał wejściowy
y
ródło: materiały Schradenbiogas GmbH & Co. KG
21
22
Fot. A. Tatarek
23
24
25