PARNÉ A SPAĽOVACIE TURBÍNY PRI KOMBINOVANEJ VÝROBE ELEKTRINY A TEPLA doc. Ing. František Urban, CSc. Vedecká cukráreň Národné centrum pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti CVTI SR Bratislava 14. jún 2011
PARNÉ A SPAĽOVACIE TURBÍNY PRI KOMBINOVANEJ VÝROBE ELEKTRINY A TEPLA Spotreba elektriny a tepla na Slovensku. Krytie spotreby elektriny na Slovensku. Uplatnenie parných a spaľovacích turbín pri kombinovanej výrobe elektriny a tepla. Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla. Kombinovaná výroba elektriny a tepla KVET = = úspory primárnej energie + bezpečnosť dodávky energie + + trvalo udržateľný rozvoj. 2
Spotreba elektriny na Slovensku Týždenné maximá zaťaženia elektrizačnej sústavy SR zdroj: SEPS 3
P q SCZT (%) Spotreba tepla ROČNÝ DIAGRAM TRVANIA POTREBY TEPLA V SCZT 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 deň 4
Krytie spotreby elektriny a tepla Termická účinnosť teplárne TE A Q Q p TE Zdroj energie (fosílny, obnoviteľný, jadrový) premena Teplo Mechanická energia prenos premena Spotreba elektrická energia teplo chlad mechanická energia stlačený plyn Detaily procesov, procesy, energ.technológie, stroje, zariadenia udržateľné zdroje 5
zdroj: SEPS 6
Krytie spotreby elektriny na Slovensku v roku 2010 ostatné SR 18,28 % dovoz SR 3,62 % Výroba v SR : 27 720 343 MWh Spotreba v SR : 28 761 343 MWh JE SE : 14 573 669 MWh TE SE : 2 635 368 MWh VE SE : 5 254 306 MWh Ostatné SR : 5 257 000 MWh Dovoz do SR : 1 041 000 MWh jadrové SE 50,67 % vodné SE 18,27 % tepelné SE 9,16 % 7
Uplatnenie parných a spaľovacích turbín pri kombinovanej výrobe elektriny a tepla 8
Spaľovacie turbíny v leteckej doprave 9
Axiálny kompresor 10
Aerodynamický tunel v laboratóriu Ústavu tepelnej energetiky na SjF STU 11
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY Q F Q F E SV Q D Q D Kondenzačná elektráreň s odberom tepla 12
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY Q F E SV E SV Q D Q D Jadrová elektráreň s odberom tepla 13
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY Spaľovacia turbína s kombinovaným cyklom (tepláreň s paroplynovým cyklom) Spaľovacia turbína s regeneráciou tepla 14
TECHNOLÓGIE KOMBINOVANEJ VÝROBY Q F Q D E SV E SV Q D CHÚV Parná tepláreň s protitlakovou a kondenzačnou odberovou turbínou 15
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla elektrický výkon 22 % teplo v palive 100 % tepelný výkon 58 % odpadné teplo 20 % Senkeyov diagram dodávky tepla a elektriny z teplárne s protitlakovou parnou turbínou 16
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla tepelný výkon na prahu zdroja 118 % elektrický výkon 45 % teplo v palive 204 % dodaný tepelný výkon 100 % tepelné straty v rozvodoch 18 % odpadné teplo 41 % Senkeyov diagram dodávky tepla a elektriny z teplárne s protitlakovou parnou turbínou 17
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla teplo v palive 100 % ( 111 % ) tepelný výkon 90 % ( 100 % ) odpadné teplo 10 % ( 11 % ) Senkeyov diagram dodávky tepla z domovej kotolne 18
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla teplo v palive 128 % elektrický výkon 45 % odpadné teplo 83 % Senkeyov diagram dodávky elektriny z referenčnej elektrárne 19 s účinnosťou 35 %
Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla Tepelný zdroj Celková Tepelné straty Dodaný Tepelný výkon Elekrický Výkon dodaný Výkon dodaný Redukovaný účinnosť v rozvodoch tepelný výkon na prahu výkon palivom v palivom v výkon dodaný tepelného (%) (%) zdroja tepelného tepelnom referenčnej palivom zdroja (%) zdroja zdroji elektrárni v tepelnom (%) (%) (%) (%) zdroji na dodávku 100 % tepelného výkonu (%) elektrické vykurovanie 35 0 100 100 0 286 0 286 výhrevňa 85 18 100 118 0 139 0 139 bloková výhrevňa 100 11 100 111 0 111 0 111 s kondenzačnými kotlami decentralizované 90 0 100 100 0 111 0 111 vykurovanie tepláreň 80 18 100 118 45 204 128 76 s protitlakovou parnou turbínou kondenzačná elektráreň s odberom tepla 50 21 100 121 225 691 642 49 bloková tepláreň 85 11 100 111 60 201 171 30 s kogeneračnými jednotkami paroplynový cyklus 90 18 100 118 118 262 337-75 20
elektrické vykurovanie výhrevňa bloková výhrevňa s tepelnými čerpadlami bloková výhrevňa s kondenzačnými kotlami decentralizované vykurovanie tepláreň s protitlakovou parnou turbínou kondenzačná elektráreň s odberom tepla bloková tepláreň s kogeneračnými jednotkami paroplynový cyklus (% tepla v palive / 100 % dodaného tepla) 300 Porovnanie oddelenej a kombinovanej výroby elektriny a tepla 250 200 150 100 50 0-50 -100 21
Kombinovaná výroba elektriny a tepla KVET KVET = úspory primárnej energie + + bezpečnosť dodávky energie + + trvalo udržateľný rozvoj Cena tepla, elektriny, zemného plynu. Optimalizácia návrhu a prevádzky teplárne. 22
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ 23
SEPS Podiel zdrojov na výrobe elektriny v SR v roku 2010 24
SEPS Podiel zdrojov na výrobe elektriny v SR v roku 2010 25