Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
ном состоит из оксидов углерода (CO2 и СО) и водяного пара. На 1 кг полностью сгоревшего углерода минимально расходуется около 2,67 кг кислорода, при* этом образуется около 3,67 кг CO2; на 1 кг водорода затрачивается 8 кг кислорода. При сгорании углеводородного топлива при расходе 1 кг кислорода получается в среднем 3150 ккал тепла (~ 13,23 МДж).
Таким образом, при сжигании органического топлива (а речь идет о миллионах и миллиардах тонн в год) из окружающей атмосферы непрерывно забирается колоссальное количество кислорода, а выделяются углекислота, водяной пар, вредные азотистые, сернистые и другие соединения и зола. Это создает серьезные проблемы защиты окружающей среды.
3.2. ПОТРЕБНОСТИ ТЭС В ОРГАНИЧЕСКОМ ТОПЛИВЕ
Удельный расход условного топ/шва при производстве электроэнергии на ТЭС может колебаться в значительных пределах в зависимости от параметров пара, единичной мощности и совершенства конструкций установленных котло- и турбоагрегатов, вида используемого топлива {уголь,- мазут, газ) (табл. 3.2) и, наконец, от режима использования .ТЭС в- графике нагрузки. В наиболее современных установках, работающих на сверхкритических параметрах пара [240 ат (>>'23,5 МПа), 540—565 °С], он приближается к 315—325 г у. т./(кВт-ч),
Средний удельный расход условного топлива в отрасли определяется структурой генерирующих мощностей ТЭС, сформировавшейся за длительный период, поскольку срок службы ТЭС, как правило, исчисляется 25—30 годами. По мере возрастания в структуре генерирующих мощностей доли современных, более экономичных ТЭС на сверхкритических параметрах пара ранее введенные и менее экономичные электростанции переводятся в режим с меньшим коэффициентом нагрузки, средний удельный расход топлива по отрасли постепенно снижается, приближаясь к расходу на наиболее современных блоках.
Количество отпущенной ТЭС в сеть за год электроэнергии (кВт-ч/год) может быть подсчитано по следующей формуле:
Ц7отп==ЛГэбр(1— ?с.н)8760ф. (3.1)
Таблица 3.2. Удельный расход условного топлива при работе ТЭС на номинальной нагрузке, г у. т./(кВт-ч)
Тип турбоагрегата
Каменный уголь
Природный газ
Мазут
Тип
турбоагрегата
Каменный уголь
Природный газ
Мазут
К-150-130*
364
348
351
К-500-240
330
316
318
К-200-130
340
322
328
К-800-240
324
315
317
К-300-240
329
318
320
* К-150-130—конденсационная турбина мощностью 150 МВт (эл.), начальное давление пара 130 ат (~12,74 МПа). Аналогично читаются индексы и других типов турбоагрегатов.
Здесь Л7эСр — установленная электрическая мощность ТЭС (брутто), кВт; Ас.н — коэффициент расхода энергии на собственные нужды; ф — среднегодовой коэффициент использования установленной мощности.'
Годовая потребность в органическом топливе в натуральном (не условном) исчислении QHaT при заданном (или фактическом) среднегодовом удельном расходе (т/год) определяется так;
1 Qhbt = Wo™ Щв, q ¦ 107"3, ! : (3.2)
где /Пуд — средний удельный расход условного топлива на 1 кВт-ч отпущенной в сеть электррэнергии, кг у. т./(кВт-ч); q— коэффициент относительной калорийности условного топлива по сравнению с натуральным (например, для малосернистого мазута д=0,74, для бурого подмосковного угля </=2,8).
На удельный расход топлива данной конкретной ТЭС оказывают влияние нестабильность качества применяемого топлива (увеличение примесей, влаги и т. п.), эксплуатация на переменных и нерасчетных режимах, работа на пониженной мощности, при ухудшенном вакууме за турбиной, а также нарушение требований по водоподготовке и регенерационному подогреву воды и т. п.
Пользуясь данными табл. 3.2, ло формулам (3.1) и (3.2) определим годовой расход органического топлива (мазута и угля) для ТЭС с шестью турбинами К-300-240 общей мощностью 1800 МВт (брутто), принимая ф=0,74 (или 6500 ч годового использования установленной мощности); ?с.н=0,06; туд=0,320 кг у. т./(кВт-ч) (мазут) и 0,0329 кг у. т./(кВт-ч) (бурый уголь).
Годовая выработка электроэнергии равна 11,0 млрд. кВт-ч. Расход мазута: удельный — 0,237 кг/(кВт-ч), годовой — 2,6 млн. т. Удельный расход бурого угля — 0,930 кг/(кВт-ч), годовой — 10,2 млн. т. Для перевозки этого угля по железной дороге потребуется свыше 3500 эшелонов грузоподъемностью по 3,0 тыс. т. Отсюда видно, сколь значительны масштабы годового потребления органического топлива электроэнергии, если учесть, что в приведенном примере на долю этой ТЭС приходится ~1 % той электроэнергии, которую в 1975 г. произвели все электростанции СССР.
Используемое на ТЭС газообразное и жидкое топливо практически полностью сгорает в топках котлов. Что же касается твердого топлива (уголь, сланцы, торф), то имеют место значительные (до нескольких процентов) потери его за счет неполноты сгорания, механических уносов несгоревших частиц топлива дымовыми газами, золой, шлаками. Оставшиеся после сжигания твердого топлива зола и шлаки представляют собой негорючие материалы, которые в отдельных случаях могут быть использованы лишь для строительных целей. Продукты сгорания (дымовые газы и др.) после частичного улавливания содержащихся в них вредных примесей должны непрерывно выбрасываться через дымовые трубы в атмосферу и рассеиваться в ней.
