Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 1 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PROJEKTIRANJE TERMOENERGETSKIH POSTROJENJA

Prije pristupanja projektiranju nekog termoenergetskoga postrojenja potrebno je prethodno odrediti njegove osnovne značajke o kojima ovisi daljnji tok izrade projekta i konačno rješenje: Tip i namjena termoenergetskoga postrojenja, Kapacitet (veličina), Lokacija

- geološki uvjeti, - hidrološki uvjeti,

Opskrba i skladištenje goriva, Odlaganje pepela i šljake, Opskrba vodom, Kanalizacija / ispust otpadnih voda Rasklopni sustav (priključak na vanjski elektroenergetski sustav) Koncepcijska izvedba strojarnice

- broj, tip i veličina generatora pare i turbogeneratora, - osnovna koncepcija spoja generatora pare i turbogeneratora, - glavni pogonski parametri, - dispozicijski smještaj objekata termoenergetskoga postrojenja,

Pomoćna postrojenja (priprema napojne vode, obrada otpadnih voda, obrada dimnih plinova, kompresorska stanica) Saobraćajnice Objekti radnoga standarda

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 2 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tip i namjena termoenergetskoga postrojenja Termoenergetska postrojenja se prema namjeni i vrsti mogu svrstati u: - termoelektrane, - komunalne toplane, - industrijske energane. Termoelektrane opskrbljuju električnom električkom energijom određeno pripadajuće područje, a prema funkciji u elektroenergetskome sustavu mogu biti: - temeljne, - dopunske, - vršne. Temeljne termoelektrane su energetska postrojenja namijenjena pokrivanju temeljnoga opterećenja elektroenergetskoga sustava s godišnjim pogonskim udjelom preko 6000 h/god. To su uglavnom novije termoelektrane s manjim specifičnim utroškom goriva (ugljena), koje su hidroelektrane i nuklearne elektrane uključene u temeljnu proizvodnju električne energije. Dopunske termoelektrane su energetska postrojenja namijenjena proizvodnji dopunskih količina električne energije za vrijeme oskudnih hidroloških prilika ili tijekom remonta temeljnih elektrana, s godišnjim pogonskim udjelom 3000 do 6000 h/god. Vršne termoelektrane opskrbljuju elektroenergetski sustav s energijom tijekom vršne potrošnje (dnevne ili godišnje) te su u pogonu od 1000 do 2000 h/god. To su elektrane manjega ili srednjega kapaciteta s većim specifičnim utroškom (pogonjene plinom ili loživim uljem) koje imaju manje fiksne i veće promjenljive troškove).

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 3 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Komunalne toplane su termoenergetska postrojenja, prvenstveno namijenjena opskrbi s toplinskom energijom određenoga komunalnog područja. One mogu biti: - toplane, koje proizvode samo toplinsku energiju, - toplane – elektrane, koje u kogeneraciji (suproizvodnji), pored toplinske energije, proizvode i električnu energiju, čime se povećava ukupna energetska iskoristivost postrojenja. Industrijske energane su termoenergetska postrojenja manjega kapaciteta, najčešće temeljena na kogeneraciji, koja su namijenjena opskrbi energijom (toplinskom i električnom) određenoga industrijskog kompleksa sukladno s potrebama pripadnoga tehnološkog procesa.

Kapacitet (veličina) termoenergetskoga postrojenja Određivanje kapaciteta termoenergetskoga postrojenja u fazi projektiranja temelji se: - na planiranoj potrošnji električne i/ili toplinske energije, - na raspoloživim količinama / zalihama goriva, - na raspoloživoj količini vode za hlađenje. Orijentacijske vrijednosti potrošnje goriva - Specifična potrošnja goriva na pragu parne kondenzacijske elektrane (ovisno o izvedbi i pogonskim parametrima):

9.000 do 10.000 kJ/kWh - Trend razvoja modernih parnih kondenzacijskih termoelektrana s visokim pogonskim parametrima:

8.000 do 9.000 kJ/kWh

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 4 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

- Navedena specifična potrošnja goriva za proizvodnju električne energije odgovara potrošnji ugljena (Hd~25.000 kJ/kg):

- Specifična potrošnja loživa ulja:

3

0,24 do 0,26 kg/kWh

- Navedene veličine znače da za jednu termoelektranu snage 300 MW treba osigurati cca. 114 t/h ugljena (Hd

75 t/h loživa ulja (H~25.000 kJ/kg) , odnosno d

~38.000 kJ/kg).

Orijentacijske vrijednosti potrošnje vode - Potrošnja vode u sustavu protočnoga hlađenja kondenzacijske elektrane po 1 MW instalirane snage iznosi približno:

~ 200 m3

što za elektranu snage 300 MW iznosi: /MWh, odnosno ~ 55 l/sMW

~ 60.000 m3

/h, odnosno ~ 16.700 l/s.

- U sustavu cirkulacijskoga hlađenja s rashladnim tornjem, potrošnja dodatne vode za nadopunu rashladnoga sustava po 1 MW instalirane snage iznosi približno:

~ 5 m3

što za elektranu snage 300 MW iznosi: /MWh, odnosno ~ 1,38 l/sMW

~ 1500 m3

/h, odnosno ~ 420 l/s.

Raspoložive količine vode su vrlo važan faktor pri odabiru lokacije za izgradnju termoenergetskoga postrojenja, pri čemu treba računati s određenim rezervama te minimalnim količinama u najnepovoljnijim klimatskim (sušnim) razdobljima, kao i o uvjetima u kojima povrat vode u prirodu neće izazvati bitne ekološke utjecaje.

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 5 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Kapacitet toplana i industrijskih energana primarno se temelji na planiranome toplinskom opterećenju koje je mjerodavno za izbor paro-proizvodnih (generatora pare) i turbo-generatorskih jedinica. Osnovni zadatak ovih energetskih postrojenja je opskrba toplinskih potrošača, pri čemu: - električna energija generira se u sustavu suproizvodnje (kogeneraciji), - količina električne energije ovisi o proizvodnji toplinske energije, - višak proizvedene električne energije predaje se u vanjski elektroenergetski sustav, - manjak električne energije preuzima se iz vanjskoga elektroenergetskog sustava.

Lokacija termoenergetskoga postrojenja

Izbor lokacije termoelektrane prvenstveno ovisi o: - opskrbi i raspoloživim količinama goriva, - opskrbi i raspoloživim količinama vode. Izbor lokacije toplane ili energane podređen je prvenstveno trošilima koje treba opskrbiti toplinskom energijom. Kod izbora lokacije termoenergetskoga objekta treba analizirati geološke (nosivost) i hidrološke (podzemne vode) karakteristike koje mogu bitno utjecati na investicijske troškove gradnje, kao i moguće utjecaje na okoliš.

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 6 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Koncepcijski smještaj glavne opreme

Legenda: 1- Rashladni toranj 15- Bunker goriva 2- Pumpe rashladne vode 16- Mlin za ugljen 3- Rasklopni sustav 17- Bubanj generatora pare 4- Transformator 18- Odšljakivač 5- Generator 19- Pregrijač pare 6- N.T. turbina 20- Tlačni ventilator zraka 7- Kondenzatna pumpa 21- Međupregrijač pare 8- Kondenzator 22- Usis zraka 9- S.T. turbina 23- Zagrijač vode (ekonomajzer) 10- Regulator turbine 24- Zagrijač zraka 11- V.T. turbina 25- Odvajač čestica 12- Otplinjivač 26- Isisni ventilator dimnih plinova 13- Reg. zagrijač napojne vode 27- Dimnjak 14- Dovod ugljena

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 7 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Osnovne sheme spoja generatora pare i turbina: - spoj u bloku, - spoj na zajedničke kolektore.

Spoj u bloku Svojstven za termoelektrane velikih snaga. Prednost – jeftinija izvedba ( manji investicijski troškovi). Nedostatak – manja pogonska pouzdanost i raspoloživost.

Spoj na zajedničke kolektore Svojstven za termoelektrane manje snage i industrijske energane. Prednost – veća pogonska sigurnost, raspoloživost i fleksibilnost. Nedostatak - veća složenost i investicijski troškovi.

GP 1 GP 2 GP 3

T 1 T 2 T 3

GP 4

GP 1

T 1

GP 2

T 2

GP 3

T 3

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 8 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Dispozicijski smještaj termoelektrane na ugljen (TE-Plomin I)

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 9 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Osnovna toplinska shema termoelektrane na loživo ulje (TE-Rijeka)

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 10 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Pogled na postrojenje TE-Rijeka

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 11 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Generator pare TE Rijeka

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 10 (Projektiranje) List: 12 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Presjek kroz turbinu (TE – Rijeka)

Pogled na strojarnicu (TE – Rijeka)