3tom041

Z WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 84

Średnie roczne jednostkowe zużycie ciepła jest wyrażone wzorem

(2.21)

zaś jednostkowe zużycie paliwa umownego i ciepła — zależnościami

(2.22)

gdzie B_u — strumień masy paliwa umownego przy obciążeniu P.

Wskaźniki te są miarą sprawności ogólnej elektrowni cieplnych, wyrażonej następującymi wzorami:

E 1    1

(2.23)

P I I

w których: t}_r, >\ — sprawność średnia roczna i chwilowa elektrowni.

W celu oceny sprawności i możliwości jej zwiększenia istotne jest rozróżnienie dwóch podstawowych jej składników

(2.25)

>1 = >un» = i/ih Z m

i-1

gdzie: ą_lh — chwilowa sprawność teoretyczna; t\_u — wypadkowa chwilowa sprawność urządzeń realizujących przemiany energetyczne (dla N urządzeń połączonych szeregowo równa iloczynowi sprawności poszczególnych urządzeń gj).

Sprawność teoretyczna jest zdefiniowana jako

gdzie: P,_h — moc elektryczna jaką można uzyskać teoretycznie z elektrowni idealnej, tzn. zawierającej urządzenia doskonałe, pracujące bez strat energii; Q_d — chwilowa moc doprowadzona do elektrowni w paliwie lub w innym nośniku energii wejściowej.

2.1.3. Charakterystyka ogólna poszczególnych rodzajów elektrowni

W tablicy 2.4 podano podstawowe zalety i wady poszczególnych rodzajów elektrowni sklasyfikowanych w tabl. 2.2.

W tablicy 2.5 scharakteryzowano ważniejsze wytworniki energii elektrycznej, bezpośrednio wykorzystujące siły przyrody, których — ze względu na małą moc — używa się do specjalnych celów (nie stosuje się do nich nazwy „elektrownia”).

W klasycznych elektrowniach parowych (patrz p. 2.2) występują trzy stopnie przemian energii (rys. 2.1 c), a jako podstawowe przetworniki energii stosuje się kotły i turbiny parowe oraz prądnice (turbogeneratory). W elektrowniach z turbinami gazowymi czynnikiem roboczym są gazy, najczęściej spalinowe, wytwarzane w komorach spalania KS (rys. 2.5). Pozostałe główne przetworniki energii to turbina gazowa TG i prądnica G oraz

Tablica 2.4. Charakterystyka ogólna elektrowni

Lp.	Rodzaj elektrowni	Zalety	Wady
1	Klasyczne parowe	— możliwość uzyskiwania dużych mocy (do 1300 MW z bloku)	—    mała sprawność, —    obecność wysokich ciśnień i temperatur, uciążliwość dla środowiska naturalnego, —    duże zapotrzebowanie na wodę
2	Z turbinami gazowymi	—    tańsze w budowie niż poz. 1, małe zapotrzebowanie na wodę, —    większa elastyczność niż poz 1, - dość duże moce (ponad 100 MW / jednostki)	mała sprawność (do 40%), —    konieczność zastosowania paliw ciekłych, obecność wysokich temperatur (rzędu 1400 K), uciążliwość dla otoczenia, —    duże zużycie energii przez sprężarkę
3	Z silnikami Diesla	sprawność większa niż dla poz. 1 i 2 (404-45%)	konieczność zastosowania paliw ciekłych
4	Z generatorami MHD	duża elastyczność pracy, — łatwość regulacji mocy	— mała sprawność (do 20%), obecność bardzo wysokich temperatur (ok. 3000 K), konieczność stosowania paliw gazowych (w przyszłości z węgla)
5	MHD-parowe	duża sprawność (504-60%), możliwość uzyskania dużej mocy jedno stkowej (w perspektywie ponad 1000 MW), mniejsze zapotrzebowanie na wodę (1,5 razy niż poz. 1)	obecność bardzo wysokich temperatur, — duże koszty budowy
6	Cieplne z generatorami termoelektrycznymi i ter-moemisyjnymi	—    duża trwałość, prostota eksploatacji, duża niezawodność pracy (brak części ruchomych), —    duża gęstość mocy (do 80 W/cm^2)	— wysokie koszty budowy, wysokie temperatury pracy (ponad 1500 K), małe sprawności (104-25%)
7	Wicloczyn- nikowc	większa sprawność niż w układach jed-noczynnikowych (do 55%), możliwość efektywnego połączenia z układem chemicznej przeróbki węgla	—    skomplikowany układ cieplny, trudności eksploatacyjne, —    mała elastyczność pracy
8	Jądrowe	swoboda w wyborze lokalizacji (większa niż poz. 1), —    duże moce (ponad 1200 MW z bloku), —    zapotrzebowanie na teren mniejsze niż dla poz. 1, —    brak oddziaływania na atmosferę w czasie normalnej pracy	droższe w budowie niż poz. 1, —    duże zapotrzebowanie na wodę (większe niż poz. 1), —    problemy ze składowaniem odpadów promieniotwórczych, sprawność nieco mniejsza niż dla poz. 1, —    zagrożenie awaryjnym skażeniem otoczenia produktami radioaktywnymi
9	Wodne	—    wykorzystanie naturalnych sił przyrody, —    brak ujemnego oddziaływania na atmosferę, —    duża sprawność (834-88%), —    prostota procesu technologicznego, —    duża elastyczność pracy, —    możliwość akumulacji energii (w wodzie) i regulacji przepływów wody w rzekach, —    duże moce elektrowni (do 12,6 GW)	— lokalizacja związana z ciekami wód, duże koszty budowy