Opatřen ení ke zvýšen ení energetické účinnosti při i výrobě elektřiny Ing. Miroslav Mareš Ing. Karel Bíža ÚJV EGP Ing. Zdeněk k Vlček ÚJV - EGP
CÍL: Informovat o reálných možnostech zvýšení účinnosti při výrobě elektřiny
Výroba elektřiny v ČR (2005) Celkem : 82 579 GWh 100 % z toho parní elektrárny 52 137 GWh 62,9% paroplynové 2 623 GWh 3,1% vodní 3 027 GWh 3,7 % jaderné 24 728 GWh 29,9 % ostatní 64 GWh 0,8 %
Celostátní bilance elektřiny v parních elektrárnách a teplárnách (r. 2005) Plynná 6028 TJ Tuhá paliva 530 962 TJ vsázka paliva 540 828 TJ Kapalná 3838 TJ 17 639 TJ vlastní spotřeba ztráty v procesu 361 332 TJ dodávka elektřiny 179 496 TJ výroby elektřiny Účinnost energetického procesu 33,2 %
Reálné možnosti zvýšení energetické účinnosti zlepšení kvality materiálu (zejména jejich tepelné a tlakové odolnosti zvýšení teploty a tlaku páry, snížení tlaku kondenzátu) Parametry 167 bar 538 C 538 C 250 bar 540 C 550 C 270 bar 580 C 600 C 285 bar 600 C 620 C 300 bar 625 C 640 C 300 bar 700 C 720 C Zvýšení účinnosti 0 1,5 % 2,8 % 3,4 % 4,1 % 5,7 % zlepšení komponent Opatření Dvojí přehřívání Zvýšení účinnosti parní turbiny Snížení tlakových ztrát v okruhu Snížení vlastní spotřeby Využití odpadního tepla Celkem Zvýšení účinnosti 0,8 % 0,4 % 0,2 % 0,4 % 0,6 % až 2,4 %
Shrnutí: Společnou aplikací jednotlivých účinků lze účinnost uhelných bloků při i dnešním poznání a technologii zvýšit: při i spalování černého uhlí až na 45 % při i spalování hnědého ho uhlí až na 42 43 %
41 41,2 41,5 4 1,6 4 42, 6 42,8 43,7 4 4,3 2 Zvýšení Účinnost 45 44 zvýšení [%] 1,5 1 43 42 ú činnost [%] 0,5 41 0 Účinnost % 41,0 41,2 41,5 41,6 4 42,6 42,8 43,7 44,3 Zvýšení % 0 0,5 0,8 0,25 2,0 0,3 0,5 2,0 1,3 40 Tlak páry bar 250 250 250 250 250 300 300 300 300 Teplota napájecí vody C 260 280 280 280 280 280 300 300 300 Teplota páry C 530 530 540 540 540 540 540 580 580 Teplota přihřáté páry C 540 540 560 560 560 560 560 600 600 Tlak v kondenzátoru bar 0,047 0,047 0,047 0,047 0,047 0,047 0,047 0,047 0,04 Teplota spalin C 130 130 130 125 125 125 125 125 125 Jiné % 0 0 0 0 2 2 2 2 2 Tabulka parametrů nového nadkritického uhelného bloku 660 MW Ledvice
Celkový přehled p parametrů moderních uhelných bloků Hnědouhelný podkritický blok Výkon bloku 300 MW 450 MW 600 MW 900 MW Účinnost % 42,2 42,2 42,3 42,3 Měrná spotřeba paliva GJ/MWh 8,53 8,53 8,51 8,51 Vlastní spotřeba % 7,17 7,17 7,15 7,15 Investice Kč/kW 36 529 35 120 34 120 32 711 Stálé provozní náklady Kč/kW 1 461 1 405 1 365 1 308 Hnědouhelný nadkritický blok Výkon bloku (300 MW) 450 MW 600 MW 900 MW Účinnost % (43,3) 44,1 44,4 44,4 Měrná spotřeba paliva GJ/MWh (8,31) 8,16 8,11 8,11 Vlastní spotřeba % 7 6,95 6,85 6,85 Investice Kč/kW 42 976 41 318 40 142 38 484 Stálé provozní náklady Kč/kW 1 719 1 653 1 606 1 539 Černouhelný podkritický blok Výkon bloku 300 MW 450 MW 600 MW 900 MW Účinnost % 42,9 42,9 43,1 43,1 Měrná spotřeba paliva GJ/MWh 8,39 8,39 8,35 8,35 Vlastní spotřeba % 6,35 6,35 6,34 6,34 Investice Kč/kW 29 223 28 096 27 296 26 169 Stálé provozní náklady Kč/kW 1 023 983 955 916 Černouhelný nadkritický blok Výkon bloku (300 MW) 450 MW 600 MW 900 MW Účinnost % (44,1) 44,9 45,3 45,3 Měrná spotřeba paliva GJ/MWh (8,16) 8,02 7,95 7,95 Vlastní spotřeba % 6,2 6,18 6,1 6,1 Investice Kč/kW 34 380 33 054 32 113 30 787 Stálé provozní náklady Kč/kW 1 203 1 157 1 124 1 078
Přehled parametrů pro paroplynové bloky: Paroplynové bloky KWU V94,2A 1ST+1PT+1G třítlak mezipřehřátí KWU V94,2 1ST+1PT+1G dvoutlak GT 13E2 2ST+1PT+3G třítlak mezipřehřátí GT 13E2 2ST+1PT+3G dvoutlak KWU 94,3A 1ST+1PT+1G třítlak mezipřehřátí GE 9001H 1ST+1PT+1G třítlak mezipřehřátí Výkon bloku 278 (181+97)MW 271 (181,6+89,4)MW 513,6 (335,5+178,1)MW 501,9 (336,1+165,8)MW 393 (263+130)MW 501 (330+171)MW Palivo Základní charakteristika bloku Parametry: 1 Instalovaný výkon plyn/pára MWe 278 MW 271 MW 513,6 MW 501,9 MW 393 MW 501 MW 2a Netto účinnost % (bez dodávky tepla) 54,3% 53,04% 53,22% 52,1% 56,47% 58,59% 2b Netto účinnost % (s dodávkou tepla) Příkon v palivu v MW 500 499 943 942 681 839 Součtový výkon tepla a elektřiny pro účinnost v MW 360 360 679 678 490 604 Minimální výkon dodávky tepla pro účinnost vmw 98 111 198 221 116 124 Sníženívýkonu PT v MW při dodávce tepla 16 22 32 44 19 20 3 Měrná spotřeba paliva GJ/MWh 6,63 6,787 6,764 6,91 6,375 6,144 4 Vlastní spotřeba % 2,3 2,3 2,3 2,2 2,2 1,8 5 Provozní rozsah MW (regulační režim) 11,2-278 MW 108,4-271 MW 205,4-513,6 MW 200,8-501,9 MW 157,2-393 MW 200-500 MW 6 Rychlost zatěžování MW/min 27,8 MW/min 29,81 MW/min 51,36 MW/min 55,209 MW/min 39,3 MW/min 50 MW/min 7 Primární regulace % N j ±7% ±8% ±7% ±8% ±7% ±7% 8 Sekundární regulace % N j 9 Doba výstavby roků 10 Doba života roků 11 Investice Kč/kW 12 565,6,- 11 821,7,- 11 493,- 10 936,9,- 11 384,4,- 11 067,6,- 12 Stálé provozní náklady Kč/kW 377 355 345 328 342 333 14 Proměnné provozní náklady bez paliva Kč/kWh 0,016 0,016 0,017 0,017 0,017 0,015
Porovnání účinků elektráren na bázi shodného výrobního účinku 28 806 TJ/r vyrobené elektřiny Typ Přivedené teplo Odvedené teplo Emise CO2 (t) Palivo Teplo (TJ) Komín (TJ) Chladicí věž(tj) Celkem (TJ) Stávající elektrárna 5 x 200 MW 8 441 319 t (HU) 82 302 8 109 39 808 48 007 8 396 363 Komplexní obnova 4 x 250 MW 7 090 240 t (HU) 66 120 6 887 32 426 40 323 7 052 480 Nová elektrárna 2 x 500 MW 6 286 088 t 61 289 6 105 29 645 35 750 6 252 610 Paroplyn 2 x 330 MW 2 x 170 MW 1 003 311 t (HU) 1 365 617 tis m3 49 162 776 19 580 20 356 2 779 171 (ZP) Jaderná elektrárna 1 x 1 000 MW 2 115 t (U) 81 500-55 420 55 420 0
ZÁVĚR: 1. Komplexní obnovou stávaj vajících ch parních elektráren ren event.. výstavbou nových elektráren ren spalujících ch tuhá paliva dojde při p i stejné výrobě elektřiny k značnému snížen ení spotřeby primárn rních energetických zdrojů ve výši i aža 90 000 TJ (cca 9,2 mil t HU) a snížen ení produkce CO2 o cca 8,7 mil t. 2. Další snížen ení spotřeby primárn rních energetických zdrojů se dád očekávat v systémech CZT (cca ve výši i 10 15 000 TJ). 3. Snížen ení spotřeby primárn rních energetických zdrojů v malých a středn edních zdrojích lze odhadnout v řádu okolo 5 tis TJ.