Elektrines ir ju tipai

7510 0

Mini projektas

Elektrinės ir jų tipai

Paruošė:

Ovidijus Grygolaitis

2008-05-12

Įvadas

Visur mus supa elektra. Ji tapo neatsiejama pagalbininke mūsų gyvenime. Juk kasdien mes gaminame valgyt ant elektrinės viryklės, arba ką nors pasišildom mikrobangų krosnelėje. Taip pat kiekvieną dieną mes klausomės muzikos, dirbam kompiuteriu ir darom begales kitų darbų. Ir visą tai nuveikti mums padeda elektra. Bet kas gi ta elektrą gamina? Tai aptarsime toliau.

Elektrinės. Jų tipai.

Dažnai užduodamas klausimas yra: „Kaipgi gaminama ta elektra?“ atsakymas būtų visai paprastas: elektrinėje. Bet visų pirmą atsakykime sau į klausymą: „OO kas gi ta elektrinė?“

Elektrinė – tai pramonės įmonė su visu specialių statinių ir įrenginių kompleksu, atskira jėgainė arba įrenginys laive, traukinyje ar laikinoje gyvenvietėje elektrai gaminti, kai energijos šaltiniuose sukaupta potencinė energija cheminės reakcijos arba kitais būdais paverčiama elektros energija. Pagrindinis elektrinės įrenginys yra generatorius, kuris mechaninę energiją verčia elektros lauku, kuriame susikaupusi elektrostatinė įtampa transformuojama ir tolygiai perduodama elektros laidais į tinklą, o juo gali būti transportuojama iki elektros energijos vartotojo.

Elektrinių pasaulyje yra begalo daug. Ir jos yra skirstomos į tam tikras rūšis:

• Šiluminė elektrinė, kurioje iš specialiame katile deginamo kuro gaunama garo šiluminė energija nukreipiama į garo mašiną, joje paverčiama mechanine energija, o ši generatoriuje transformuojama į elektros energiją.

• Atominė elektrinė, kurioje šiluminę energiją sukuria valdoma branduolinė reakcija.

• Geoterminė elektrinė, kurioje naudojama že

emės gelmių šiluma.

• Hidroelektrinė, kurioje mechaninę energiją sukuria krentančio vandens sukama vandens turbina.

• Hidroakumuliacinė elektrinė, kuri esant energijos pertekliui veikia kaip vandens siurblys, pumpuojantis vandenį iš žemutinio baseino į aukštutinį, o esant energijos poreikiui – kaip paprasta hidroelektrinė.

• Potvynių arba bangų elektrinės, kuriose mechaninė energija gaunama panaudojant vandens lygio svyravimus.

• Vėjo elektrinė, kurioje elektros generatorių suka vertikalios ar horizontalios mentės.

• Saulės elektrinė, kurioje Saulės spinduliuojama šviesos energija puslaidininkiuose tiesiogiai transformuojama į elektros energiją.

Viena žymiausių Lietuvos elektrinių yra Ignalinos atominė elektrinė. Ji yra vienintelė Baltijos šalyse Lietuvos energetinės sistemos atominė elektrinė, turinti didžiausią pasaulyje reaktorių, įrašytą į Gineso rekordų knygą. Pastatyta Lietuvoje, šalia sienos su Baltarusija. Greta elektrinės darbuotojams pastatytas Visagino miestas, kuris seniau vadinosi Sniečkumi. Ignalinos atominėje elektrinėje buvo numatyti keturi reaktoriai, tačiau paastatyti ir paleisti tik du. Trečiojo ir ketvirtojo statyba buvo nutraukta įsikišus „žaliesiems“. Trečiasis jau buvo visiškai pastatytas, liko jį tik paleisti įleidžiant kurą, o ketvirtojo buvo tik pamatai.

Pirmasis blokas nebeveikia nuo 2005 m. sausio 1 d., antrąjį, stojant į Europos Sąjungą buvo įsipareigota sustabdyti nuo 2009 metų.

Ignalinos atominės elektrinės reaktoriai yra vieni galingiausių pasaulyje. Kiekvieno jų instaliuota galia – 1500 MW. Tačiau dabar šiai elektrinei gresia uždarymas.

Lietuvos elektrinių raida (nuo pokario).

Elektrinių galingumas sparčiai augo pokario laikotarpyje 1958—1965 metais jis padidėjo daugiau, negu 2 kartus. Buvo pradėta statyti st

tambios, iki 2,4—3 mln. kW galingumo stotys.

Tarybiniais metais labai intensyviai buvo vystomas ir LTSF energetinis ūkis. Nors per karą buvo sugriautos beveik visos stambiausios elektrinės, jos buvo greitai atstatytos ir žymiai išplėstos. Pastatyta eilė naujų: Vilniaus TE, Kauno TE, 1,8 mln. kW galingumo Elektrėnuose KE, Kauno TE, Mažeikių TE.

Dabartiniu metu statomos blokinio tipo elektrinės. Bloką sudaro garo katilas ir turbina kartu su pagalbiniais įrenginiais, maitinimo vandens linijomis ir garolaidžiais, neturinčiais ryšio su kitais blokais. Esant blokinei struktūrai, supaprastėjo elekt¬rinių schema, atpigo ir paspartėjo statyba. Blokinė statyba pra¬dėta naudoti elektrinėse, įrengiant 100 MW ir didesnio galin¬gumo garo turbinas.

Dabar daugiausia statomi 150, 200,300 MW blokai, bet yra pastatyta 500 MW ir 800 MW, o projektuojama dar didesnio galingumo blokai. Dideliuose energetiniuose blokuose naudojamas didesnių už kritinius parametrus (p = 235 bar, £ = 560°C) garas. Didinant garo parametrus ir stambinant agregatus, padidėjo elektrinių ekonomiškumas, sumažėjo specifinis kuro suvartojimas.

Elektrinėms keliami reikalavimai.

Elektros energija plačiai vartojama visose ūkio šakose. Sutrikus jos tiekimui, susidaro dideli nuostoliai pramonėje, nukenčia transportas, pa¬blogėja gyventojų buitinės sąlygos.

Kadangi nėra efektyvių bū¬dų sudaryti elektros energijos atsargoms, elektrinės turi dirbti patikimai, t.y. vartotojus aprūpindamos be pertraukų. Didelio patikimumo pasiekiama, statant elektrinėse geros kokybės įren¬ginius, gerai juos prižiūrint, laiku ir kokybiškai remontuojant. Įvykus gedimams ar avarijoms, kad nesutriktų energijos tieki¬mas, laikoma pakankamai rezervinių a

agregatų.

Energijos iš elektrinių reikalaujama netolygiai, priklausomai nuo vartotojų poreikių. Elektrinės turi būti lanksčios, greitai prisitaikančios, t.y. jų galingumas visada turi atitikti apkrovimą. Siekiama, kad kuras būtų vartojamas taupiai, t.y. būtų mažas specifinis kuro sunaudojimas. Aukštas šilumi¬nis ekonomiškumas ir ne perdaug brangi elektrinių statyba yra pagrindiniai ekonominiai reikalavimai, keliami elektrinėms.

Sudegant dideliems kuro kiekiams elektrinėse, aplinkos oras užsiteršia degimo produktais. Kai juose yra sieros junginių bei pelenų, susidaro ypač kenksmingos antisanitarinės sąlygos. To¬dėl elektrinėse turi būti geri dūmų valymo įrenginiai, pakanka¬mo aukščio kaminai, kad degimo produktai pasiskirstytų dides¬niame plote ir jų koncentracija nebūtų žalinga.

Statant elektrines, žiūrima, kad būtų patogu eksploatuoti, montuoti ir remontuoti įrengimus, būtų įmanomas tolesnis elekt¬rinių plėtimas. Svarbi yra elektrinių statybos trukmė, automatizavimo galimybės, triukšmo lygis ir eilė kitų veiksnių.

Hibridinių mikroelektrinių tipai.

Kadangi kasdieną pasaulyje vis mažėja kuro, greitai jo gali visiškai nebelikti. Taigi žmonės sugalvojo būdų, kaip panaudoti atsinaujinančius energijos šaltinius. Atsinaujinantys energijos šaltiniai – tai saulės energija, vanduo, vėjas ir pan. Tačiau, yra žinoma, kad atsinaujinantieji energijos šaltiniai (AEŠ) nepasižymi stabilumu ir pastoviais energijos parametrais. Nestabilumu ypatingai pasižymi saulės ir vėjo energija. Todėl norint turėti tokį autonominį elektros energijos šaltinį, kuris vartotojui patikimai tiektų elektrą visą laiką, reikia naudoti arba pakankamai didelį energijos kaupiklį, arba naudoti ne vieną, o du ar

r daugiau AEŠ. Iš kitos pusės, naudoti daug šaltinių gali būti netikslinga ekonomiškai. Todėl dažniausiai yra naudojami du arba trys atsinaujinantieji energijos šaltiniai.

Elektrinė, kurioje naudojamas daugiau kaip vienas atsinaujinantis energijos šaltinis, vadinama hibridine. Hibridinėje elektrinėje gali būti naudojami bet kurie prieinamiausi atsinaujinantieji energijos šaltiniai: saulės, vėjo, vandens, biomasės ir kiti. Todėl projektuojant hibridinę elektrinę gali būti daug įvairių variantų. Dažniausiai pasirenkamos saulės ir vėjo mikroelektrinės, sujungtos į vieną hibridinį elektros šaltinį su bendru energijos kaupikliu ir bendru inverteriu.

Tokiose vietovėse, kurių vėjo energijos ištekliai nedideli, gali būti naudojami mažos galios tiesioginio veikimo metanoliu varomi ir kitų tipų kuro elementai. Šiam tikslui naudojamų stacionariųjų kuro elementų gamyba pasaulyje sparčiai plėtojama. Įvairių tipų kuro elementų nuo 5 iki 5000 kW galios pasaulyje jau dabar pagaminama iki 200000 vnt. per metus. Jau netolimoje ateityje (po 2012 m.) prognozuojamas ženklus jų kainos kritimas iki 1000 – 2000 $/kW ir masinė gamyba milijonais ir dešimtimis milijonų vienetų per metus. Todėl žiemą, kai reikia daug elektros ir šilumos energijos, jiems tektų didžiausia energetinės apkrovos dalis, o tuo metų laikotarpiu, kai yra pakankamai daug saulės energijos, kuro taupymo sumetimais kuro elementus galima būtų visai išjungti.

Vietovėse, kuriose yra dideli biomasės ir jos atliekų ištekliai, hibridinėse elektrinėse kaip antrasis elektros ir šilumos energijos šaltinis gali būti naudojamos kogeneracinės termoelektrinės jėgainės. Elektrai gaminti jose gali būti naudojamos arba garo turbinos (seniai naudojamos), arba termoelektriniai generatoriai, kurie gali būti prieinami jau netolimoje ateityje. Prognozuojama tokių termoelektrinių jėgainių elektrinė galia priklausomai nuo centrinio šildymo katilo šiluminės galios gali siekti iki 3 – 5 kW.

Hibridinės autonominės atsinaujinančiųjų šaltinių energetinės sistemos gali būti naudojamos visais atvejais, kai, norint užtikrinti patikimą ir stabilių parametrų energijos tiekimą vartotojui, vieno atsinaujinančiojo šaltinio nepakanka arba kai hibridinė sistema yra ekonomiškai pranašesnė už tiktai vieno energijos šaltinio sistemą.

Norint nustatyti kokie atsinaujinantieji energijos šaltiniai yra naudotini autonominėje hibridinėje elektrinėje ir koks turi būti galių santykis tarp atskirų tipų elektrinių, reikia atlikti išsamią konkrečios vietovės vietinių energijos išteklių analizę ir ekonominį variantų palyginimą ir tik tuomet priimti sprendimą apie elektrinės struktūrą.

Saulės ir vėjo jėgainių galių santykio parinkimas.

Kaip buvo minėta, dažniausiai naudojamos hibridinės saulės ir vėjo elektrinės. Iš patirties gerai žinome, kad saulės energija pasižymi dideliu sezoniškumu, todėl turint vien tik šio tipo autonominę elektros jėgainę, tektų taikstytis su energijos trūkumu žiemos laikotarpiu, kai energijos poreikiai paprastai būna patys didžiausi. Santykis tarp tokios jėgainės per mėnesį pagaminamo maksimalaus energijos kiekio vasarą ir minimalaus žiemą mūsų kraštui yra apie 10 – 20 kartų.

Vėjo energija taip pat pasižymi sezoniškumu, bet ne taip ryškiai. Santykis tarp vėjo elektrinės per mėnesį pagaminamo maksimalaus energijos kiekio žiemą ir minimalaus vasarą mūsų šaliai yra apie 3 – 4 kartai. Sezoniškumo pobūdis šiai elektrinei yra atvirkščias, lyginant su saulės elektrine (SE), todėl vėjo elektrinės žymiai geriau tenkina tipinį mūsų krašto energijos poreikių grafiką: kai energijos reikia daugiau, daugiau jos ir pagaminama.

Šiluminė elektrinė. Jos tipai.

Kauno šiluminė elektrinė Mažeikių šiluminė elektrinė

Šiluminė elektrinė – sudėtingas techninis įrenginys elektros energijai gauti, kuriame iš specialiame katile deginamo kuro išgaunama garo šiluminė energija nukreipiama į garo mašiną, joje paverčiama mechanine energija, o ši generatoriuje transformuojama į elektros energiją.

Šiluminėse elektrinėse kurui dažniausiai naudojamas mineralinis kuras, biokuras, komunalinės atliekos ir pramoninės atliekos, branduolinis kuras ir Žemės gelmių energija. Iš mineralinio kuro vyrauja naftos produktai, ypač arabų valstybėse, akmens anglis ir rusvoji anglis (Pietų Afrikos Respublika, Danija, Kinija, Graikija, Didžioji Britanija, JAV, Indija, Vokietija), gamtinės dujos (Olandija, Airija), degieji skalūnai (Estija), durpės (Airija, Suomija). Biokurą elektros energijai gauti plačiausiai naudoja Šiaurės valstybės (Švedija, Danija, Suomija, Kanada). Komunalines ir pramonines atliekas daugiausiai naudoja Japonija, Ispanija, Austrija. Žemės gelmių energiją 100 proc. panaudoja tik Islandija.

Šiluminės elektrinės gali būti kelių tipų:

• Dyzelinė elektrinė, naudojanti skystą mineralinį kurą. Lietuvoje šio tipo buvo Kauno centrinė elektrinė, Panevėžio elektrinė ir keliolika mažų elektrinių Vilniuje, Kaune, Šiauliuose.

• Šiluminė elektrinė, naudojanti kietą, skystą arba dujinį kurą. Šiam tipui priskiriamos Lietuvos elektrinė, Vilniaus šiluminė elektrinė, Vilniaus elektrinė-3, Kauno termofikacinė elektrinė, Petrašiūnų šiluminė elektrinė, Klaipėdos elektrinė, Mažeikių elektrinė, statoma Panevėžio kogeneracinė elektrinė.

• Atominė elektrinė – Lietuvoje vienintelė – Ignalinos atominė elektrinė.

• Geoterminė elektrinė, naudojanti požeminių karštųjų vandenų energiją. Lietuvoje tokia yra Klaipėdos geoterminė elektrinė.

• Saulės terminė elektrinė, naudojanti saulės šilumos energiją. Lietuvoje šio tipo elektrinių nėra, nes Lietuvoje yra labai didelis debesuotumas.

Pagal pirminės energijos gamybos būdą šiluminė elektrinė gali būti:

• Kondensacinė elektrinė, kurioje garo turbinoje pagaminta šilumos energija panaudojama tik elektros energijos gamybai, o liekamoji energija naudingai nepanaudojama. Šio tipo buvo visos Lietuvos šiluminės elektrinės iki 1955 – 1960 m., kai buvo pradėtas diegti centralizuotas šildymas.

Kondensacinės šiluminės elektrinės schema:

1 – garo katilas,

2 – garo perkaitintuvas,

3 – garo turbina,

4 – elektros

generatorius,

5 – kondensatorius,

6 – kondensato siurblys,

7 – maitinamojo vandens bakas,

8 – mechaniškai ir chemiškai išvalytas

vanduo,

9 – maitinimo siurblys

• Kogeneracinė elektrinė, kurioje kartu gaminama ne tik elektros, bet ir šiluminė energija pastatų šildymui ar vėdinimui bei karštam vandeniui ruošti.

Elektrinės įrenginiai.

Svarbiausieji elektrinės įrenginiai — garo katilai, dujų ir garo turbinos, vandens paruošimo, dūmų valymo, kuro tiekimo įrengimai. Iš kitų įrenginių, esančių beveik visose šiluminėse elektrinėse, paminėtini redukciniai aušinimo įrenginiai (RAĮ), deaeratoriai, regeneraciniai šildytuvai, tinklų vandens šildytuvai. Svarbus elektrinės elementas — vamzdynai.

Redukcinis aušinimo įrenginys (RAĮ). RAĮ taikomas garo parametrams sumažinti, ypač kai garas tiekiamas vartotojams ar naudojamas pagalbiniams reikalams ne iš turbinų nuėmimų, o tiesiai iš garo katilų. Garo slėgis sumažinamas droseliuojant, o temperatūra — į garą įpurškiant vandens.

Aukštų parametrų garas prateka pro redukcinį vožtuvą (2) Slėgio reguliatorius (6) automatiškai nustato šio vožtuvo atida¬rymą ir tuo būdu palaiko nustatytą redukuoto garo slėgį. Nuo atsitiktinio slėgio pakilimo apsaugo įrengti apsaugos vožtuvai (4) Nustatytą garo temperatūrą palaiko automatinis temperatū¬ros reguliatorius (7) keisdamas įpurškiamo vandens kiekį. Ma¬nometras (8) ir termometras (9) rodo redukuoto garo slėgį ir tempe¬ratūrą.

Redukcinio aušinimo įrenginio (RAĮ) schema

1 – garas iš garo katilo,

2 – redukcinis vožtuvas,

3 – vandens įpurškimas,

4 – apsaugos vožtuvai,

5 – redukuotas garas,

6 – slėgio re¬guliatorius,

7 – temperatūros reguliatorius,

8 – manometras,

9 – termo¬metras

Garo turbinų elektrinės technologinė schema.

Šiluminėje elektrinėje sutartinai dirbant pagrindiniams ir pagalbiniams įrenginiams, užtikrinama nenutrūkstama ir eko¬nomiška elektros bei šilumos energijos gamyba. Dauguma šių įrenginių būna viename pastate — pagrindiniame korpuse. Kiti — atskiruose pastatuose arba atvirame ore.

Pasvertas vagonų svarstyklėmis kuras iš vagonų (2) pro iš¬krovimo įrenginius (3), transporteriu tiekiamas j smulkinimo įren¬ginius (4) ar kraunamas į šūsnis (1) kuro sandėlyje. Iš smulkintuvų kuras patenka į kuro bunkerį (6) katilinėje, o iš čia — į kuro malūną (5). Čia jis sumalamas į dulkes, karšto oro srove venti¬liatoriaus (7) įpučiamas į kūryklą (8).

Kurui sudeginti reikalingas oras ventiliatoriaus (27) paima¬mas iš katilinės viršaus ir, pakaitintas oro šildytuve (26), pučia¬mas j kūryklą. Dulkės sudega, o degimo produktai praeina garo katilo šildomuosius paviršius (vamzdžių pluoštą — festoną (9), perkaitintuvą (10), oro šildytuvą (26), ekonomaizerį (11) ir per dūmų valymo įrenginį (28) patenka į kaminą (12). Trauką sudaro dūm¬siurbis (13).

Iškritęs iš kūryklos šlakas ir pelenai iš užpakalinės garo ka¬tilo dalies bei dūmų valymo įrenginių nuplaunami vandeniu kanalais j surinkimo rezervuarą (25). Iš jo vandens-šlako-pelenų mišinys (pulpa) siurbliais ar specialiu Moskalkovo hidroapartu vamzdžiais transportuojamas j šlako sąvartyną.

Garo katilai maitinami kondensatu, kuris kondensato siurb¬liu (31) iš kondensatoriaus (32) per žemo slėgio šildytuvą (30) tie¬kiamas į deaeratorių (16). Deaeruotas vanduo maitinimo siurbliu (29) varomas per aukšto slėgio šildytuvą (17) ir ekonomaizerį (11) į garo katilo būgną.

Garo ir kondensato nuostoliai kompensuojami chemiškai ap¬dorotu vandeniu. Iš kanalo (35) siurbliu (22) imamas upės vanduo, pervaromas per cheminio vandens paruošimo įrenginius (23) ir iš čia linija (33) tiekiamas į deaeratorių (16).

Garas iš garo katilo perkaitintuvo (10) garolaidžiu patenka j turbiną (18). Dalis garo iš turbinos nuėmimo tiesiai tiekiama var¬totojams, kita dalis patenka į vandens šildytuvą (20), iš kurio pašildytas vanduo tiekiamas vartotojams šildymui. Likęs garas patenka j kondensatorių (32). Jame garas sukondensuojamas van¬deniu, kuris tiekiamas cirkuliaciniu siurbliu (21). Juo varomas šaltas vanduo iš kanalo (34) per kondensatoriaus vamzdelius ir kitu kanalu (35) grąžinamas atgal į upę ar ežerą.

Šiluminės elektrinės technologinio proceso schema.

Elektros energija iš generatoriaus (19) patenka į skirstymo įrenginį (24) ir aukštinančiąja pastotę. Savo reikalams (elektrinės elektros varikliams) elektra gaunama iš savo reikalų elektros skirstymo įrenginių (14). Mašinų salėje yra tiltinis elektrinis kranas (15) sunkioms detalėms kelti montuojant ir remontuojant.Kai naudojamas skystasis kuras, elektrinės technologinė schema paprastesnė, nes nėra dūmams valyti ir pelenams paša¬linti įrenginių, o deginant dujas — nereikia dar ir stambių kuro tiekimo – paruošimo įrenginių.

Šiluminės elektrinės ir jų tarša.

Elektrinės ir pramonės įmonės, naudodamos kurui anglį ir mazutą, į orą išmeta sieros (SO2, SO3), azoto junginių (NO, NO2), anglies monoksido (CO) ir dioksido (CO2), organinių junginių (aldehidų, dervų, angliavandenilių) bei kancerogeninių, sukeliančių vėžio susirgimus. Sieros junginiai ore oksiduojasi iki sulfatų, sieros rūgščių, kurios didina dirvų rūgštingumą, labai stiprina metalų koroziją, neigiamai veikia žmonių sveikatą.

Mokslininkai jau perspėjo, kad Planetos temperatūra dėl šiltnamio efekto jau padidėjo dešimtosiomis laipsnio dalimis. Šį temperatūros augimą dar sunku įrodyti. Tačiau jei atmosferos temperatūra išaugtų keliais laipsniais, klimato pasikeitimai sukeltų katastrofiškus gyvenimo sąlygų pakitimus mūsų Planetoje. Didelė dalis Lietuvos vėl taptų jūros dugnu, o pietų kraštai liktų be vandens, virstų dykumomis.

Todėl išsivysčiusių šalių vadovai, 1997 m. susirinkę Kioto mieste Japonijoje, sutarė, kad 2008-2012 m. šios šalys sumažins CO2 išmetimus žemiau 1990 m. lygio penkiais procentais, o OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) šalys ir JAV – net septyniais procentais. Tai 20 proc. mažiau negu buvo išmetama CO2 į atmosferą 1998 metais. Šis tikslas gali būti pasiektas panaudojant atominę energetiką, kuri neteršia atmosferos CO2 dujomis. Kadangi didžiausią taršą CO2 sudaro akmens anglių deginimas, šiluminės elektrinės pradedamos kūrenti gamtinėmis dujomis ir nafta, kurių deginimas išmeta penktadaliu mažiau CO2 dujų į atmosferą nei anglių deginimas. Kioto deklaracija reiškia, kad energijos gavimas deginant gamtinius išteklius (naftą, anglis, dujas) visose išsivysčiusiose šalyse negali būti didesnis kaip 1990 metais. Tai reiškia, kad ir Lietuvoje – Europos centre – mūsų limitas yra Elektrėnų, Vilniaus, Kauno šiluminės elektrinės, veikusios 1990 metais. Taigi išsivysčiusios šalys palieka deginamojo kuro sąnaudas energijos gamybai 1990 m. lygiu.

Kovojant su oro tarša, Kioto protokolo neužtenka. Šiltnamio reiškinį sukeliančios dujos nėra mūsų vienintelis priešas. Šiluminių elektrinių į orą išmetamas sieros dioksidas (SO2) gali susimaišyti su lietumi ir virsti mūsų miškus naikinančia sulfidine rūgštimi. Jei ši rūgštis nusėda ant ežerų paviršiaus, ji sunaikina vandens augaliją ir gyvūniją.

Net trijų šimtų metrų aukščio šiluminės elektrinės kaminas apsaugo tik šalia esančią aplinką. Teršiantys aplinką dūmai kartais pasklinda už šimtų kilometrų ir nusėda ant žemės paviršiaus, nepaisydami sienų. Akivaizdu, kad šioje srityje yra reikalingi veiksmai Europos bei viso pasaulio mastu. Penkiolikoje Europos Sąjungos valstybių yra 2000 penkiasdešimties ar daugiau megavatų galingumo didelių kurą deginančių įrenginių, gaminančių elektros energiją daugiausia pramonei. Europos Parlamento reikalavimai dėl šio skyriaus buvo patenkinti: nuo 2016 m. deginančių kietąjį kurą įrenginių išmetamam azoto oksidui bus taikoma 200mg/m3 ribinė vertė, o tai reiškia, kad šis kiekis sumažės 50 proc., lyginant su šiuo metu galiojančiomis normomis. Ši ribinė vertė buvo labai svarbus klausimas derybose su prisijungsiančiomis Vidurio ir Rytų Europos šalimis.

Išvados.

Taigi mes sužinojome, kaip vis dėl to atsiranda ta elektra, kaip žmonės stengiasi išgauti ją visokiausiais būdais (statydami vėjo, saulės ir pan. elektrines), kas yra elektrinė, koks jos veikimo principas. Taip pat sužinome, kokių rūšių yra elektrinės, kuo jos panašios ir kuo skiriasi. Tačiau taip pat sužinome, kokią didžiulę įtaką elektrinės daro mūsų aplinkai, orui. Kiek daug teršalų yra išmetama į atmosferą; taigi mano manymu, jei mes kenkiam gamtai ir aplinkai, kurioje gyvename, mes tuo pačiu darome labai didelę žalą sau; taigi reikia tobulėti ir atrasti kuo daugiau būdų pagaminti energijai ir nekenkti aplinkai.

Naudota literatūra:

http://lt.wikipedia.org/

http://www.aet.eaf.ktu.lt/se/mikroelektrines.php/

http://www.speros.lt/

Mini projektas

Elektrinės ir jų tipai

Paruošė:

Ovidijus Grygolaitis

2008-05-12

Įvadas

Visur mus supa elektra. Ji tapo neatsiejama pagalbininke mūsų gyvenime. Juk kasdien mes gaminame valgyt ant elektrinės viryklės, arba ką nors pasišildom mikrobangų krosnelėje. Taip pat kiekvieną dieną mes klausomės muzikos, dirbam kompiuteriu ir darom begales kitų darbų. Ir visą tai nuveikti mums padeda elektra. Bet kas gi ta elektrą gamina? Tai aptarsime toliau.

Elektrinės. Jų tipai.

Dažnai užduodamas klausimas yra: „Kaipgi gaminama ta elektra?“ atsakymas būtų visai paprastas: elektrinėje. Bet visų pirmą atsakykime sau į klausymą: „O kas gi ta elektrinė?“

Elektrinė – tai pramonės įmonė su visu specialių statinių ir įrenginių kompleksu, atskira jėgainė arba įrenginys laive, traukinyje ar laikinoje gyvenvietėje elektrai gaminti, kai energijos šaltiniuose sukaupta potencinė energija cheminės reakcijos arba kitais būdais paverčiama elektros energija. Pagrindinis elektrinės įrenginys yra generatorius, kuris mechaninę energiją verčia elektros lauku, kuriame susikaupusi elektrostatinė įtampa transformuojama ir tolygiai perduodama elektros laidais į tinklą, o juo gali būti transportuojama iki elektros energijos vartotojo.

Elektrinių pasaulyje yra begalo daug. Ir jos yra skirstomos į tam tikras rūšis:

• Šiluminė elektrinė, kurioje iš specialiame katile deginamo kuro gaunama garo šiluminė energija nukreipiama į garo mašiną, joje paverčiama mechanine energija, o ši generatoriuje transformuojama į elektros energiją.

• Atominė elektrinė, kurioje šiluminę energiją sukuria valdoma branduolinė reakcija.

• Geoterminė elektrinė, kurioje naudojama žemės gelmių šiluma.

• Hidroelektrinė, kurioje mechaninę energiją sukuria krentančio vandens sukama vandens turbina.

• Hidroakumuliacinė elektrinė, kuri esant energijos pertekliui veikia kaip vandens siurblys, pumpuojantis vandenį iš žemutinio baseino į aukštutinį, o esant energijos poreikiui – kaip paprasta hidroelektrinė.

• Potvynių arba bangų elektrinės, kuriose mechaninė energija gaunama panaudojant vandens lygio svyravimus.

• Vėjo elektrinė, kurioje elektros generatorių suka vertikalios ar horizontalios mentės.

• Saulės elektrinė, kurioje Saulės spinduliuojama šviesos energija puslaidininkiuose tiesiogiai transformuojama į elektros energiją.

Viena žymiausių Lietuvos elektrinių yra Ignalinos atominė elektrinė. Ji yra vienintelė Baltijos šalyse Lietuvos energetinės sistemos atominė elektrinė, turinti didžiausią pasaulyje reaktorių, įrašytą į Gineso rekordų knygą. Pastatyta Lietuvoje, šalia sienos su Baltarusija. Greta elektrinės darbuotojams pastatytas Visagino miestas, kuris seniau vadinosi Sniečkumi. Ignalinos atominėje elektrinėje buvo numatyti keturi reaktoriai, tačiau pastatyti ir paleisti tik du. Trečiojo ir ketvirtojo statyba buvo nutraukta įsikišus „žaliesiems“. Trečiasis jau buvo visiškai pastatytas, liko jį tik paleisti įleidžiant kurą, o ketvirtojo buvo tik pamatai.

Pirmasis blokas nebeveikia nuo 2005 m. sausio 1 d., antrąjį, stojant į Europos Sąjungą buvo įsipareigota sustabdyti nuo 2009 metų.

Ignalinos atominės elektrinės reaktoriai yra vieni galingiausių pasaulyje. Kiekvieno jų instaliuota galia – 1500 MW. Tačiau dabar šiai elektrinei gresia uždarymas.

Lietuvos elektrinių raida (nuo pokario).

Elektrinių galingumas sparčiai augo pokario laikotarpyje 1958—1965 metais jis padidėjo daugiau, negu 2 kartus. Buvo pradėta statyti stambios, iki 2,4—3 mln. kW galingumo stotys.

Tarybiniais metais labai intensyviai buvo vystomas ir LTSF energetinis ūkis. Nors per karą buvo sugriautos beveik visos stambiausios elektrinės, jos buvo greitai atstatytos ir žymiai išplėstos. Pastatyta eilė naujų: Vilniaus TE, Kauno TE, 1,8 mln. kW galingumo Elektrėnuose KE, Kauno TE, Mažeikių TE.

Dabartiniu metu statomos blokinio tipo elektrinės. Bloką sudaro garo katilas ir turbina kartu su pagalbiniais įrenginiais, maitinimo vandens linijomis ir garolaidžiais, neturinčiais ryšio su kitais blokais. Esant blokinei struktūrai, supaprastėjo elekt¬rinių schema, atpigo ir paspartėjo statyba. Blokinė statyba pra¬dėta naudoti elektrinėse, įrengiant 100 MW ir didesnio galin¬gumo garo turbinas.

Dabar daugiausia statomi 150, 200,300 MW blokai, bet yra pastatyta 500 MW ir 800 MW, o projektuojama dar didesnio galingumo blokai. Dideliuose energetiniuose blokuose naudojamas didesnių už kritinius parametrus (p = 235 bar, £ = 560°C) garas. Didinant garo parametrus ir stambinant agregatus, padidėjo elektrinių ekonomiškumas, sumažėjo specifinis kuro suvartojimas.

Elektrinėms keliami reikalavimai.

Elektros energija plačiai vartojama visose ūkio šakose. Sutrikus jos tiekimui, susidaro dideli nuostoliai pramonėje, nukenčia transportas, pa¬blogėja gyventojų buitinės sąlygos.

Kadangi nėra efektyvių bū¬dų sudaryti elektros energijos atsargoms, elektrinės turi dirbti patikimai, t.y. vartotojus aprūpindamos be pertraukų. Didelio patikimumo pasiekiama, statant elektrinėse geros kokybės įren¬ginius, gerai juos prižiūrint, laiku ir kokybiškai remontuojant. Įvykus gedimams ar avarijoms, kad nesutriktų energijos tieki¬mas, laikoma pakankamai rezervinių agregatų.

Energijos iš elektrinių reikalaujama netolygiai, priklausomai nuo vartotojų poreikių. Elektrinės turi būti lanksčios, greitai prisitaikančios, t.y. jų galingumas visada turi atitikti apkrovimą. Siekiama, kad kuras būtų vartojamas taupiai, t.y. būtų mažas specifinis kuro sunaudojimas. Aukštas šilumi¬nis ekonomiškumas ir ne perdaug brangi elektrinių statyba yra pagrindiniai ekonominiai reikalavimai, keliami elektrinėms.

Sudegant dideliems kuro kiekiams elektrinėse, aplinkos oras užsiteršia degimo produktais. Kai juose yra sieros junginių bei pelenų, susidaro ypač kenksmingos antisanitarinės sąlygos. To¬dėl elektrinėse turi būti geri dūmų valymo įrenginiai, pakanka¬mo aukščio kaminai, kad degimo produktai pasiskirstytų dides¬niame plote ir jų koncentracija nebūtų žalinga.

Statant elektrines, žiūrima, kad būtų patogu eksploatuoti, montuoti ir remontuoti įrengimus, būtų įmanomas tolesnis elekt¬rinių plėtimas. Svarbi yra elektrinių statybos trukmė, automatizavimo galimybės, triukšmo lygis ir eilė kitų veiksnių.

Hibridinių mikroelektrinių tipai.

Kadangi kasdieną pasaulyje vis mažėja kuro, greitai jo gali visiškai nebelikti. Taigi žmonės sugalvojo būdų, kaip panaudoti atsinaujinančius energijos šaltinius. Atsinaujinantys energijos šaltiniai – tai saulės energija, vanduo, vėjas ir pan. Tačiau, yra žinoma, kad atsinaujinantieji energijos šaltiniai (AEŠ) nepasižymi stabilumu ir pastoviais energijos parametrais. Nestabilumu ypatingai pasižymi saulės ir vėjo energija. Todėl norint turėti tokį autonominį elektros energijos šaltinį, kuris vartotojui patikimai tiektų elektrą visą laiką, reikia naudoti arba pakankamai didelį energijos kaupiklį, arba naudoti ne vieną, o du ar daugiau AEŠ. Iš kitos pusės, naudoti daug šaltinių gali būti netikslinga ekonomiškai. Todėl dažniausiai yra naudojami du arba trys atsinaujinantieji energijos šaltiniai.

Elektrinė, kurioje naudojamas daugiau kaip vienas atsinaujinantis energijos šaltinis, vadinama hibridine. Hibridinėje elektrinėje gali būti naudojami bet kurie prieinamiausi atsinaujinantieji energijos šaltiniai: saulės, vėjo, vandens, biomasės ir kiti. Todėl projektuojant hibridinę elektrinę gali būti daug įvairių variantų. Dažniausiai pasirenkamos saulės ir vėjo mikroelektrinės, sujungtos į vieną hibridinį elektros šaltinį su bendru energijos kaupikliu ir bendru inverteriu.

Tokiose vietovėse, kurių vėjo energijos ištekliai nedideli, gali būti naudojami mažos galios tiesioginio veikimo metanoliu varomi ir kitų tipų kuro elementai. Šiam tikslui naudojamų stacionariųjų kuro elementų gamyba pasaulyje sparčiai plėtojama. Įvairių tipų kuro elementų nuo 5 iki 5000 kW galios pasaulyje jau dabar pagaminama iki 200000 vnt. per metus. Jau netolimoje ateityje (po 2012 m.) prognozuojamas ženklus jų kainos kritimas iki 1000 – 2000 $/kW ir masinė gamyba milijonais ir dešimtimis milijonų vienetų per metus. Todėl žiemą, kai reikia daug elektros ir šilumos energijos, jiems tektų didžiausia energetinės apkrovos dalis, o tuo metų laikotarpiu, kai yra pakankamai daug saulės energijos, kuro taupymo sumetimais kuro elementus galima būtų visai išjungti.

Vietovėse, kuriose yra dideli biomasės ir jos atliekų ištekliai, hibridinėse elektrinėse kaip antrasis elektros ir šilumos energijos šaltinis gali būti naudojamos kogeneracinės termoelektrinės jėgainės. Elektrai gaminti jose gali būti naudojamos arba garo turbinos (seniai naudojamos), arba termoelektriniai generatoriai, kurie gali būti prieinami jau netolimoje ateityje. Prognozuojama tokių termoelektrinių jėgainių elektrinė galia priklausomai nuo centrinio šildymo katilo šiluminės galios gali siekti iki 3 – 5 kW.

Hibridinės autonominės atsinaujinančiųjų šaltinių energetinės sistemos gali būti naudojamos visais atvejais, kai, norint užtikrinti patikimą ir stabilių parametrų energijos tiekimą vartotojui, vieno atsinaujinančiojo šaltinio nepakanka arba kai hibridinė sistema yra ekonomiškai pranašesnė už tiktai vieno energijos šaltinio sistemą.

Norint nustatyti kokie atsinaujinantieji energijos šaltiniai yra naudotini autonominėje hibridinėje elektrinėje ir koks turi būti galių santykis tarp atskirų tipų elektrinių, reikia atlikti išsamią konkrečios vietovės vietinių energijos išteklių analizę ir ekonominį variantų palyginimą ir tik tuomet priimti sprendimą apie elektrinės struktūrą.

Saulės ir vėjo jėgainių galių santykio parinkimas.

Kaip buvo minėta, dažniausiai naudojamos hibridinės saulės ir vėjo elektrinės. Iš patirties gerai žinome, kad saulės energija pasižymi dideliu sezoniškumu, todėl turint vien tik šio tipo autonominę elektros jėgainę, tektų taikstytis su energijos trūkumu žiemos laikotarpiu, kai energijos poreikiai paprastai būna patys didžiausi. Santykis tarp tokios jėgainės per mėnesį pagaminamo maksimalaus energijos kiekio vasarą ir minimalaus žiemą mūsų kraštui yra apie 10 – 20 kartų.

Vėjo energija taip pat pasižymi sezoniškumu, bet ne taip ryškiai. Santykis tarp vėjo elektrinės per mėnesį pagaminamo maksimalaus energijos kiekio žiemą ir minimalaus vasarą mūsų šaliai yra apie 3 – 4 kartai. Sezoniškumo pobūdis šiai elektrinei yra atvirkščias, lyginant su saulės elektrine (SE), todėl vėjo elektrinės žymiai geriau tenkina tipinį mūsų krašto energijos poreikių grafiką: kai energijos reikia daugiau, daugiau jos ir pagaminama.

Šiluminė elektrinė. Jos tipai.

Kauno šiluminė elektrinė Mažeikių šiluminė elektrinė

Šiluminė elektrinė – sudėtingas techninis įrenginys elektros energijai gauti, kuriame iš specialiame katile deginamo kuro išgaunama garo šiluminė energija nukreipiama į garo mašiną, joje paverčiama mechanine energija, o ši generatoriuje transformuojama į elektros energiją.

Šiluminėse elektrinėse kurui dažniausiai naudojamas mineralinis kuras, biokuras, komunalinės atliekos ir pramoninės atliekos, branduolinis kuras ir Žemės gelmių energija. Iš mineralinio kuro vyrauja naftos produktai, ypač arabų valstybėse, akmens anglis ir rusvoji anglis (Pietų Afrikos Respublika, Danija, Kinija, Graikija, Didžioji Britanija, JAV, Indija, Vokietija), gamtinės dujos (Olandija, Airija), degieji skalūnai (Estija), durpės (Airija, Suomija). Biokurą elektros energijai gauti plačiausiai naudoja Šiaurės valstybės (Švedija, Danija, Suomija, Kanada). Komunalines ir pramonines atliekas daugiausiai naudoja Japonija, Ispanija, Austrija. Žemės gelmių energiją 100 proc. panaudoja tik Islandija.

Šiluminės elektrinės gali būti kelių tipų:

• Dyzelinė elektrinė, naudojanti skystą mineralinį kurą. Lietuvoje šio tipo buvo Kauno centrinė elektrinė, Panevėžio elektrinė ir keliolika mažų elektrinių Vilniuje, Kaune, Šiauliuose.

• Šiluminė elektrinė, naudojanti kietą, skystą arba dujinį kurą. Šiam tipui priskiriamos Lietuvos elektrinė, Vilniaus šiluminė elektrinė, Vilniaus elektrinė-3, Kauno termofikacinė elektrinė, Petrašiūnų šiluminė elektrinė, Klaipėdos elektrinė, Mažeikių elektrinė, statoma Panevėžio kogeneracinė elektrinė.

• Atominė elektrinė – Lietuvoje vienintelė – Ignalinos atominė elektrinė.

• Geoterminė elektrinė, naudojanti požeminių karštųjų vandenų energiją. Lietuvoje tokia yra Klaipėdos geoterminė elektrinė.

• Saulės terminė elektrinė, naudojanti saulės šilumos energiją. Lietuvoje šio tipo elektrinių nėra, nes Lietuvoje yra labai didelis debesuotumas.

Pagal pirminės energijos gamybos būdą šiluminė elektrinė gali būti:

• Kondensacinė elektrinė, kurioje garo turbinoje pagaminta šilumos energija panaudojama tik elektros energijos gamybai, o liekamoji energija naudingai nepanaudojama. Šio tipo buvo visos Lietuvos šiluminės elektrinės iki 1955 – 1960 m., kai buvo pradėtas diegti centralizuotas šildymas.

Kondensacinės šiluminės elektrinės schema:

1 – garo katilas,

2 – garo perkaitintuvas,

3 – garo turbina,

4 – elektros

generatorius,

5 – kondensatorius,

6 – kondensato siurblys,

7 – maitinamojo vandens bakas,

8 – mechaniškai ir chemiškai išvalytas

vanduo,

9 – maitinimo siurblys

• Kogeneracinė elektrinė, kurioje kartu gaminama ne tik elektros, bet ir šiluminė energija pastatų šildymui ar vėdinimui bei karštam vandeniui ruošti.

Elektrinės įrenginiai.

Svarbiausieji elektrinės įrenginiai — garo katilai, dujų ir garo turbinos, vandens paruošimo, dūmų valymo, kuro tiekimo įrengimai. Iš kitų įrenginių, esančių beveik visose šiluminėse elektrinėse, paminėtini redukciniai aušinimo įrenginiai (RAĮ), deaeratoriai, regeneraciniai šildytuvai, tinklų vandens šildytuvai. Svarbus elektrinės elementas — vamzdynai.

Redukcinis aušinimo įrenginys (RAĮ). RAĮ taikomas garo parametrams sumažinti, ypač kai garas tiekiamas vartotojams ar naudojamas pagalbiniams reikalams ne iš turbinų nuėmimų, o tiesiai iš garo katilų. Garo slėgis sumažinamas droseliuojant, o temperatūra — į garą įpurškiant vandens.

Aukštų parametrų garas prateka pro redukcinį vožtuvą (2) Slėgio reguliatorius (6) automatiškai nustato šio vožtuvo atida¬rymą ir tuo būdu palaiko nustatytą redukuoto garo slėgį. Nuo atsitiktinio slėgio pakilimo apsaugo įrengti apsaugos vožtuvai (4) Nustatytą garo temperatūrą palaiko automatinis temperatū¬ros reguliatorius (7) keisdamas įpurškiamo vandens kiekį. Ma¬nometras (8) ir termometras (9) rodo redukuoto garo slėgį ir tempe¬ratūrą.

Redukcinio aušinimo įrenginio (RAĮ) schema

1 – garas iš garo katilo,

2 – redukcinis vožtuvas,

3 – vandens įpurškimas,

4 – apsaugos vožtuvai,

5 – redukuotas garas,

6 – slėgio re¬guliatorius,

7 – temperatūros reguliatorius,

8 – manometras,

9 – termo¬metras

Garo turbinų elektrinės technologinė schema.

Šiluminėje elektrinėje sutartinai dirbant pagrindiniams ir pagalbiniams įrenginiams, užtikrinama nenutrūkstama ir eko¬nomiška elektros bei šilumos energijos gamyba. Dauguma šių įrenginių būna viename pastate — pagrindiniame korpuse. Kiti — atskiruose pastatuose arba atvirame ore.

Pasvertas vagonų svarstyklėmis kuras iš vagonų (2) pro iš¬krovimo įrenginius (3), transporteriu tiekiamas j smulkinimo įren¬ginius (4) ar kraunamas į šūsnis (1) kuro sandėlyje. Iš smulkintuvų kuras patenka į kuro bunkerį (6) katilinėje, o iš čia — į kuro malūną (5). Čia jis sumalamas į dulkes, karšto oro srove venti¬liatoriaus (7) įpučiamas į kūryklą (8).

Kurui sudeginti reikalingas oras ventiliatoriaus (27) paima¬mas iš katilinės viršaus ir, pakaitintas oro šildytuve (26), pučia¬mas j kūryklą. Dulkės sudega, o degimo produktai praeina garo katilo šildomuosius paviršius (vamzdžių pluoštą — festoną (9), perkaitintuvą (10), oro šildytuvą (26), ekonomaizerį (11) ir per dūmų valymo įrenginį (28) patenka į kaminą (12). Trauką sudaro dūm¬siurbis (13).

Iškritęs iš kūryklos šlakas ir pelenai iš užpakalinės garo ka¬tilo dalies bei dūmų valymo įrenginių nuplaunami vandeniu kanalais j surinkimo rezervuarą (25). Iš jo vandens-šlako-pelenų mišinys (pulpa) siurbliais ar specialiu Moskalkovo hidroapartu vamzdžiais transportuojamas j šlako sąvartyną.

Garo katilai maitinami kondensatu, kuris kondensato siurb¬liu (31) iš kondensatoriaus (32) per žemo slėgio šildytuvą (30) tie¬kiamas į deaeratorių (16). Deaeruotas vanduo maitinimo siurbliu (29) varomas per aukšto slėgio šildytuvą (17) ir ekonomaizerį (11) į garo katilo būgną.

Garo ir kondensato nuostoliai kompensuojami chemiškai ap¬dorotu vandeniu. Iš kanalo (35) siurbliu (22) imamas upės vanduo, pervaromas per cheminio vandens paruošimo įrenginius (23) ir iš čia linija (33) tiekiamas į deaeratorių (16).

Garas iš garo katilo perkaitintuvo (10) garolaidžiu patenka j turbiną (18). Dalis garo iš turbinos nuėmimo tiesiai tiekiama var¬totojams, kita dalis patenka į vandens šildytuvą (20), iš kurio pašildytas vanduo tiekiamas vartotojams šildymui. Likęs garas patenka j kondensatorių (32). Jame garas sukondensuojamas van¬deniu, kuris tiekiamas cirkuliaciniu siurbliu (21). Juo varomas šaltas vanduo iš kanalo (34) per kondensatoriaus vamzdelius ir kitu kanalu (35) grąžinamas atgal į upę ar ežerą.

Šiluminės elektrinės technologinio proceso schema.

Elektros energija iš generatoriaus (19) patenka į skirstymo įrenginį (24) ir aukštinančiąja pastotę. Savo reikalams (elektrinės elektros varikliams) elektra gaunama iš savo reikalų elektros skirstymo įrenginių (14). Mašinų salėje yra tiltinis elektrinis kranas (15) sunkioms detalėms kelti montuojant ir remontuojant.Kai naudojamas skystasis kuras, elektrinės technologinė schema paprastesnė, nes nėra dūmams valyti ir pelenams paša¬linti įrenginių, o deginant dujas — nereikia dar ir stambių kuro tiekimo – paruošimo įrenginių.

Šiluminės elektrinės ir jų tarša.

Elektrinės ir pramonės įmonės, naudodamos kurui anglį ir mazutą, į orą išmeta sieros (SO2, SO3), azoto junginių (NO, NO2), anglies monoksido (CO) ir dioksido (CO2), organinių junginių (aldehidų, dervų, angliavandenilių) bei kancerogeninių, sukeliančių vėžio susirgimus. Sieros junginiai ore oksiduojasi iki sulfatų, sieros rūgščių, kurios didina dirvų rūgštingumą, labai stiprina metalų koroziją, neigiamai veikia žmonių sveikatą.

Mokslininkai jau perspėjo, kad Planetos temperatūra dėl šiltnamio efekto jau padidėjo dešimtosiomis laipsnio dalimis. Šį temperatūros augimą dar sunku įrodyti. Tačiau jei atmosferos temperatūra išaugtų keliais laipsniais, klimato pasikeitimai sukeltų katastrofiškus gyvenimo sąlygų pakitimus mūsų Planetoje. Didelė dalis Lietuvos vėl taptų jūros dugnu, o pietų kraštai liktų be vandens, virstų dykumomis.

Todėl išsivysčiusių šalių vadovai, 1997 m. susirinkę Kioto mieste Japonijoje, sutarė, kad 2008-2012 m. šios šalys sumažins CO2 išmetimus žemiau 1990 m. lygio penkiais procentais, o OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) šalys ir JAV – net septyniais procentais. Tai 20 proc. mažiau negu buvo išmetama CO2 į atmosferą 1998 metais. Šis tikslas gali būti pasiektas panaudojant atominę energetiką, kuri neteršia atmosferos CO2 dujomis. Kadangi didžiausią taršą CO2 sudaro akmens anglių deginimas, šiluminės elektrinės pradedamos kūrenti gamtinėmis dujomis ir nafta, kurių deginimas išmeta penktadaliu mažiau CO2 dujų į atmosferą nei anglių deginimas. Kioto deklaracija reiškia, kad energijos gavimas deginant gamtinius išteklius (naftą, anglis, dujas) visose išsivysčiusiose šalyse negali būti didesnis kaip 1990 metais. Tai reiškia, kad ir Lietuvoje – Europos centre – mūsų limitas yra Elektrėnų, Vilniaus, Kauno šiluminės elektrinės, veikusios 1990 metais. Taigi išsivysčiusios šalys palieka deginamojo kuro sąnaudas energijos gamybai 1990 m. lygiu.

Kovojant su oro tarša, Kioto protokolo neužtenka. Šiltnamio reiškinį sukeliančios dujos nėra mūsų vienintelis priešas. Šiluminių elektrinių į orą išmetamas sieros dioksidas (SO2) gali susimaišyti su lietumi ir virsti mūsų miškus naikinančia sulfidine rūgštimi. Jei ši rūgštis nusėda ant ežerų paviršiaus, ji sunaikina vandens augaliją ir gyvūniją.

Net trijų šimtų metrų aukščio šiluminės elektrinės kaminas apsaugo tik šalia esančią aplinką. Teršiantys aplinką dūmai kartais pasklinda už šimtų kilometrų ir nusėda ant žemės paviršiaus, nepaisydami sienų. Akivaizdu, kad šioje srityje yra reikalingi veiksmai Europos b

. . .

Pagal pirminės energijos gamybos būdą šiluminė elektrinė gali būti:

• Kondensacinė elektrinė, kurioje garo turbinoje pagaminta šilumos energija panaudojama tik elektros energijos gamybai, o liekamoji energija naudingai nepanaudojama. Šio tipo buvo visos Lietuvos šiluminės elektrinės iki 1955 – 1960 m., kai buvo pradėtas diegti centralizuotas šildymas.

Kondensacinės šiluminės elektrinės schema:

1 – garo katilas,

2 – garo perkaitintuvas,

3 – garo turbina,

4 – elektros

generatorius,

5 – kondensatorius,

6 – kondensato siurblys,

7 – maitinamojo vandens bakas,

8 – mechaniškai ir chemiškai išvalytas

vanduo,

9 – maitinimo siurblys

• Kogeneracinė elektrinė, kurioje kartu gaminama ne tik elektros, bet ir šiluminė energija pastatų šildymui ar vėdinimui bei karštam vandeniui ruošti.

Elektrinės įrenginiai.

Svarbiausieji elektrinės įrenginiai — garo katilai, dujų ir garo turbinos, vandens paruošimo, dūmų valymo, kuro tiekimo įrengimai. Iš kitų įrenginių, esančių beveik visose šiluminėse elektrinėse, paminėtini redukciniai aušinimo įrenginiai (RAĮ), deaeratoriai, regeneraciniai šildytuvai, tinklų vandens šildytuvai. Svarbus elektrinės elementas — vamzdynai.

Redukcinis aušinimo įrenginys (RAĮ). RAĮ taikomas garo parametrams sumažinti, ypač kai garas tiekiamas vartotojams ar naudojamas pagalbiniams reikalams ne iš turbinų nuėmimų, o tiesiai iš garo katilų. Garo slėgis sumažinamas droseliuojant, o temperatūra — į garą įpurškiant vandens.

Aukštų parametrų garas prateka pro redukcinį vožtuvą (2) Slėgio reguliatorius (6) automatiškai nustato šio vožtuvo atida¬rymą ir tuo būdu palaiko nustatytą redukuoto garo slėgį. Nuo atsitiktinio slėgio pakilimo apsaugo įrengti apsaugos vožtuvai (4) Nustatytą garo temperatūrą palaiko automatinis temperatū¬ros reguliatorius (7) keisdamas įpurškiamo vandens kiekį. Ma¬nometras (8) ir termometras (9) rodo redukuoto garo slėgį ir tempe¬ratūrą.

Redukcinio aušinimo įrenginio (RAĮ) schema

1 – garas iš garo katilo,

2 – redukcinis vožtuvas,

3 – vandens įpurškimas,

4 – apsaugos vožtuvai,

5 – redukuotas garas,

6 – slėgio re¬guliatorius,

7 – temperatūros reguliatorius,

8 – manometras,

9 – termo¬metras

Garo turbinų elektrinės technologinė schema.

Šiluminėje elektrinėje sutartinai dirbant pagrindiniams ir pagalbiniams įrenginiams, užtikrinama nenutrūkstama ir eko¬nomiška elektros bei šilumos energijos gamyba. Dauguma šių įrenginių būna viename pastate — pagrindiniame korpuse. Kiti — atskiruose pastatuose arba atvirame ore.

Pasvertas vagonų svarstyklėmis kuras iš vagonų (2) pro iš¬krovimo įrenginius (3), transporteriu tiekiamas j smulkinimo įren¬ginius (4) ar kraunamas į šūsnis (1) kuro sandėlyje. Iš smulkintuvų kuras patenka į kuro bunkerį (6) katilinėje, o iš čia — į kuro malūną (5). Čia jis sumalamas į dulkes, karšto oro srove venti¬liatoriaus (7) įpučiamas į kūryklą (8).

Kurui sudeginti reikalingas oras ventiliatoriaus (27) paima¬mas iš katilinės viršaus ir, pakaitintas oro šildytuve (26), pučia¬mas j kūryklą. Dulkės sudega, o degimo produktai praeina garo katilo šildomuosius paviršius (vamzdžių pluoštą — festoną (9), perkaitintuvą (10), oro šildytuvą (26), ekonomaizerį (11) ir per dūmų valymo įrenginį (28) patenka į kaminą (12). Trauką sudaro dūm¬siurbis (13).

Iškritęs iš kūryklos šlakas ir pelenai iš užpakalinės garo ka¬tilo dalies bei dūmų valymo įrenginių nuplaunami vandeniu kanalais j surinkimo rezervuarą (25). Iš jo vandens-šlako-pelenų mišinys (pulpa) siurbliais ar specialiu Moskalkovo hidroapartu vamzdžiais transportuojamas j šlako sąvartyną.

Garo katilai maitinami kondensatu, kuris kondensato siurb¬liu (31) iš kondensatoriaus (32) per žemo slėgio šildytuvą (30) tie¬kiamas į deaeratorių (16). Deaeruotas vanduo maitinimo siurbliu (29) varomas per aukšto slėgio šildytuvą (17) ir ekonomaizerį (11) į garo katilo būgną.

Garo ir kondensato nuostoliai kompensuojami chemiškai ap¬dorotu vandeniu. Iš kanalo (35) siurbliu (22) imamas upės vanduo, pervaromas per cheminio vandens paruošimo įrenginius (23) ir iš čia linija (33) tiekiamas į deaeratorių (16).

Garas iš garo katilo perkaitintuvo (10) garolaidžiu patenka j turbiną (18). Dalis garo iš turbinos nuėmimo tiesiai tiekiama var¬totojams, kita dalis patenka į vandens šildytuvą (20), iš kurio pašildytas vanduo tiekiamas vartotojams šildymui. Likęs garas patenka j kondensatorių (32). Jame garas sukondensuojamas van¬deniu, kuris tiekiamas cirkuliaciniu siurbliu (21). Juo varomas šaltas vanduo iš kanalo (34) per kondensatoriaus vamzdelius ir kitu kanalu (35) grąžinamas atgal į upę ar ežerą.

Šiluminės elektrinės technologinio proceso schema.

Elektros energija iš generatoriaus (19) patenka į skirstymo įrenginį (24) ir aukštinančiąja pastotę. Savo reikalams (elektrinės elektros varikliams) elektra gaunama iš savo reikalų elektros skirstymo įrenginių (14). Mašinų salėje yra tiltinis elektrinis kranas (15) sunkioms detalėms kelti montuojant ir remontuojant.Kai naudojamas skystasis kuras, elektrinės technologinė schema paprastesnė, nes nėra dūmams valyti ir pelenams paša¬linti įrenginių, o deginant dujas — nereikia dar ir stambių kuro tiekimo – paruošimo įrenginių.

Šiluminės elektrinės ir jų tarša.

Elektrinės ir pramonės įmonės, naudodamos kurui anglį ir mazutą, į orą išmeta sieros (SO2, SO3), azoto junginių (NO, NO2), anglies monoksido (CO) ir dioksido (CO2), organinių junginių (aldehidų, dervų, angliavandenilių) bei kancerogeninių, sukeliančių vėžio susirgimus. Sieros junginiai ore oksiduojasi iki sulfatų, sieros rūgščių, kurios didina dirvų rūgštingumą, labai stiprina metalų koroziją, neigiamai veikia žmonių sveikatą.

Mokslininkai jau perspėjo, kad Planetos temperatūra dėl šiltnamio efekto jau padidėjo dešimtosiomis laipsnio dalimis. Šį temperatūros augimą dar sunku įrodyti. Tačiau jei atmosferos temperatūra išaugtų keliais laipsniais, klimato pasikeitimai sukeltų katastrofiškus gyvenimo sąlygų pakitimus mūsų Planetoje. Didelė dalis Lietuvos vėl taptų jūros dugnu, o pietų kraštai liktų be vandens, virstų dykumomis.

Todėl išsivysčiusių šalių vadovai, 1997 m. susirinkę Kioto mieste Japonijoje, sutarė, kad 2008-2012 m. šios šalys sumažins CO2 išmetimus žemiau 1990 m. lygio penkiais procentais, o OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) šalys ir JAV – net septyniais procentais. Tai 20 proc. mažiau negu buvo išmetama CO2 į atmosferą 1998 metais. Šis tikslas gali būti pasiektas panaudojant atominę energetiką, kuri neteršia atmosferos CO2 dujomis. Kadangi didžiausią taršą CO2 sudaro akmens anglių deginimas, šiluminės elektrinės pradedamos kūrenti gamtinėmis dujomis ir nafta, kurių deginimas išmeta penktadaliu mažiau CO2 dujų į atmosferą nei anglių deginimas. Kioto deklaracija reiškia, kad energijos gavimas deginant gamtinius išteklius (naftą, anglis, dujas) visose išsivysčiusiose šalyse negali būti didesnis kaip 1990 metais. Tai reiškia, kad ir Lietuvoje – Europos centre – mūsų limitas yra Elektrėnų, Vilniaus, Kauno šiluminės elektrinės, veikusios 1990 metais. Taigi išsivysčiusios šalys palieka deginamojo kuro sąnaudas energijos gamybai 1990 m. lygiu.

Kovojant su oro tarša, Kioto protokolo neužtenka. Šiltnamio reiškinį sukeliančios dujos nėra mūsų vienintelis priešas. Šiluminių elektrinių į orą išmetamas sieros dioksidas (SO2) gali susimaišyti su lietumi ir virsti mūsų miškus naikinančia sulfidine rūgštimi. Jei ši rūgštis nusėda ant ežerų paviršiaus, ji sunaikina vandens augaliją ir gyvūniją.

Net trijų šimtų metrų aukščio šiluminės elektrinės kaminas apsaugo tik šalia esančią aplinką. Teršiantys aplinką dūmai kartais pasklinda už šimtų kilometrų ir nusėda ant žemės paviršiaus, nepaisydami sienų. Akivaizdu, kad šioje srityje yra reikalingi veiksmai Europos bei viso pasaulio mastu. Penkiolikoje Europos Sąjungos valstybių yra 2000 penkiasdešimties ar daugiau megavatų galingumo didelių kurą deginančių įrenginių, gaminančių elektros energiją daugiausia pramonei. Europos Parlamento reikalavimai dėl šio skyriaus buvo patenkinti: nuo 2016 m. deginančių kietąjį kurą įrenginių išmetamam azoto oksidui bus taikoma 200mg/m3 ribinė vertė, o tai reiškia, kad šis kiekis sumažės 50 proc., lyginant su šiuo metu galiojančiomis normomis. Ši ribinė vertė buvo labai svarbus klausimas derybose su prisijungsiančiomis Vidurio ir Rytų Europos šalimis.

Išvados.

Taigi mes sužinojome, kaip vis dėl to atsiranda ta elektra, kaip žmonės stengiasi išgauti ją visokiausiais būdais (statydami vėjo, saulės ir pan. elektrines), kas yra elektrinė, koks jos veikimo principas. Taip pat sužinome, kokių rūšių yra elektrinės, kuo jos panašios ir kuo skiriasi. Tačiau taip pat sužinome, kokią didžiulę įtaką elektrinės daro mūsų aplinkai, orui. Kiek daug teršalų yra išmetama į atmosferą; taigi mano manymu, jei mes kenkiam gamtai ir aplinkai, kurioje gyvename, mes tuo pačiu darome labai didelę žalą sau; taigi reikia tobulėti ir atrasti kuo daugiau būdų pagaminti energijai ir nekenkti aplinkai.

Naudota literatūra:

http://lt.wikipedia.org/

http://www.aet.eaf.ktu.lt/se/mikroelektrines.php/

http://www.speros.lt/

Join the Conversation