Bài giảng "Năng lượng cho phát triển bền vững" Chương 3 - Công nghệ, xản xuất, truyền tải, phân phối và tích trữ điện năng, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch; Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn tái tạo; Các công nghệ sản xuất điện năng;...Mời các bạn cùng tham khảo!
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Năng lượng cho phát triển bền vững: Chương 3 - Nguyễn Hưng Nguyên
- lOMoARcPSD|42620215
Chương 3: Công nghệ, xản xuất, truyền tải, phân phối và tích trữ điện năng
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• Nguồn nhiên liệu hóa thạch: là hỗn hợp hợp chất được tạo thành từ tàn
tích động, thực vật hóa thạch từ hàng triệu năm trước (không tái tạo)
• Than
• Dầu khí
• Khí thiên nhiên
• Uranium (Nhiên liệu cho NM điện hạt nhân)
• Điện năng được sản xuất từ các Nhà máy điện:
• Cơ sở công nghiệp đặc biệt, nhiệm vụ sản xuất điện năng (& nhiệt năng) từ các dạng
năng lượng sơ cấp khác nhau (than, dầu, khí đốt, thủy năng, gió, mặt trời, hạt nhân ...)
• Phân loại NMĐ từ nhiên liệu hóa thạch a. Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ)
• NMĐ nhiệt điện chạy than
• NMĐ Tua bin khí
• NMĐ Điện hạt nhân
105
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than 2
1
• NM Nhiệt điện có 2 loại: ngưng hơi và trích hơi
3 6
• a) NMNĐ-ngưng hơi: Toàn bộ hơi dùng để sx điện năng
• 1.Lò hơi; 2. Turbin; 3. Bình ngưng;
5
• 4. Bơm tuần hoàn; 5. Bơm ngưng tụ; 6. Máy phát) 4
• Tóm tắt công nghệ
• Than được vận chuyển về cảng/ga
Than được nghiền thành bột và phun vào lò hơi
Nước đưa vào lò hơi, sôi sinh hơi và hơi quá nhiệt
Hơi nước làm quay tua bin, gắn với MPĐ phát ra điện
Hơi sau khi sinh công thì được ngưng tụ và bơm trở lại lò hơi
106
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than
• Đặc điểm
• Công suất lớn, xây dựng gần nguồn nhiên liệu
• Phần lớn điện năng phát lên lưới điện cao áp và cung cấp cho phụ tải ở xa
• Công suất phát : Pmin
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than
• Nhiên liệu
• Nhiên liệu rắn và lỏng bao gồm: Carbon ( C), Hydro ( H), Lưu huỳnh ( S), Oxi( O), Nito( N)
• Carbon là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu (có thể chiếm tới 95% khối lượng
nhiên liệu). Nhiệt cháy của Carbon là : 34150 kJ/ kg
• Hydro là thành phần cháy quan trọng trong nhiên liệu ( chiếm tối đa 10%). Nhiệt cháy
của Hydro là 144500 kJ/kg
• Lưu huỳnh: Là thành phần cháy nhưng tạo ra chất thải độc hại ra môi trường
• Oxi và Nito: Là thành phần tồn tại trong chất cháy nhưng không tham gia vào quá trình
cháy và làm giảm nhiệt lượng chung của nhiên liệu
• Đặc điểm nhiên liệu
• Độ ẩm: Là lượng nước chứa trong nhiên liệu
• Chất bốc và Cốc: Chất bốc là lượng khí thoát ra khi đốt cháy nhiên liệu trong điều
kiện không có oxi, phần rắn còn lại gọi là Cốc
• Độ tro: Là phần rắn ở dạng khoáng chất còn lại sau khi nhiên liệu cháy
• Nhiệt trị của nhiên liệu: Là lượng nhiệt sinh ra khi cháy hoàn toàn 1 kg(m3) nhiên liệu
108
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than
• Quá trình cháy của nhiên liệu:
• Là quá trình phản ứng hóa học giữa các nguyên tố hóa học của nhiên liệu với oxi và
sinh ra nhiệt=> Quá trình cháy còn là quá trình oxi hóa
• Là một quá trình rất phức tạp, gồm nhiều giai đoạn: sấy nóng, bốc hơi, sinh chất bốc,
bắt lửa, cháy chất bốc và cốc, tạo xỉ
• Giai đoạn sấy nóng và sinh chất bốc là giai đoạn chuẩn bị cho nhiên liệu bốc cháy, cần
thiết phải có không khí nóng có nhiệt độ khoảng từ 1500C đến 4000C để sấy nóng, bốc ẩm
và bốc chất bốc khỏi nhiên liệu
• Giai đoạn bắt lửa bắt đầu ở nhiệt độ cao hơn, khi nhiên liệu tiếp xúc với không khí nóng
• Giai đoạn cháy chất bốc và cốc kèm theo quá trình tỏa nhiệt, nhiệt lượng này có tác dụng
làm tăng nhiệt độ hỗn hợp để phản ứng oxy hóa cốc xẩy ra nhanh hơn, đây là giai đoạn
oxi hóa mãnh liệt nhất
• Giai đoạn kết thúc quá trình cháy là giai đoạn tạo thành tro và xỉ
109
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• Sơ đồ nguyên lý của nhà máy nhiệt điện ngưng hơi
110
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than
• b. Nhà máy nhiệt điện Trích hơi:
• Phần lớn hơi dùng để sx điện năng
• Một phần hơi cung cấp cho phụ tải nhiệt
• 1.Lò hơi; 2. Turbin; 3. Bình ngưng; 7
1
• 4. Bơm tuần hoàn; 5. Bơm ngưng tụ;
• 6. Máy phát; 7. Phụ tải nhiệt. 6
3 2
• Tóm tắt công nghệ
5
• Than được vận chuyển về cảng/ga 4
• Than được nghiền thành bột và phun vào lò hơi
• Nước đưa vào lò hơi, sôi sinh hơi và hơi quá nhiệt
• Một phần hơi nước làm quay tua bin, gắn với MPĐ phát ra điện
• Một phần hơi được cung cấp cho phụ tải nhiệt
• Hơi sau khi sinh công thì được ngưng tụ và bơm trở lại lò hơi
111
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than
• b. Nhà máy nhiệt điện Trích hơi:
• Đặc điểm
• Xây dựng gần hộ tiêu thụ nhiệt
• Cần vận chuyển nhiên liệu từ xa đến, do đó CS thường ở mức trung bình, phụ thuộc
nhiều vào phụ tải nhiệt
• Hiệu xuất của nhà máy: (60 %-70%), cao hơn NĐ ngưng hơi, phụ thuộc nhiều vào sự
kết hợp thích hợp của sản xuất điện & nhiệt
• Thời gian khởi động và các đặc điểm khác giống NĐ ngưng hơi.
112
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
Ví dụ về hệ thống cấp nhiên liệu
113
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
Ví dụ về hệ thống lò hơi
1: Vòi phun nhiên liệu &
không khí
2: Buồng đốt
3: Phễu tro lạnh
4: Đáy thải xỉ
5: Dàn ống sinh hơi
6: Bộ quá nhiệt bức xạ
7: Bộ quá nhiệt nửa bức xạ
8: ống hơi lên
9: Bộ quá nhiệt đối lưu
10: Bộ hâm nước
11: Bộ sấy không khí
12: Bộ khử bụi
13: Quạt khói
14: Quạt gió
15: Bao hơi
16: ống nước xuống
17: ống góp nước
114
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
Ví dụ về hệ thống lò hơi
Dàn ống buồng lửa gồm các ống lên và
ống xuống. Các ống lên là những ống thép Cụm pheston là các ống của dàn ống sinh
chịu nhiệt có đường kính từ 40 đến 63 mm nối với bao hơi tạo thành cụm ống thưa hơn
được đặt phía trong tường buồng lửa. để cho khói đi qua ra khỏi buồng lửa
115
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
116
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
Ví dụ về bình ngưng
117
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
Ví dụ về tua bin
- Roto của turbine xung lực
là trục có gắn các bánh động
- Với các nhiệt độ làm việc
khác nhau thì rotor sẽ có
những cấu trúc khác nhau
118
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạch
• 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện chạy than
• Các vấn đề về xử lý môi trường với NMNĐ than
• 1 Công nghệ xử lý khói thải
• Trong quá trình vận hành, khói thải của NMĐ sẽ được khử bụi, khí NOx và khí SO2
trước khi đưa ra bên ngoài.\
• Hệ thống khử bụi tĩnh điện: ESP (Electrostatic Pricipitator)
• Hệ thống khử khí SO2: sử dụng nước để khử khí SO2
• Hệ thống khử NOx
• 2. Công nghệ xử lý tro xỉ
• 3. Công nghệ xử lý nước thải
• 4. Kiểm soát phát thải của toàn nhà máy
119
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạCh
CáC vấn đề về xử lý môi trường với NMNĐ
1 Công nghệ xử lý khói thải
Hệ thống khử bụi tĩnh điện: ESP (EleCtrostatiC PriCipitator)
Hệ thống khử khí SO2: sử dụng nướC để khử khí SO2
• Cơ Chế phản ứng đượC mô tả như sau:
• ① SO2(khí) hòa tan SO2(nướC)
• ② SO2 + H2O = H2SO3
• ③ H2SO3 H+ + HSO3- 2H+ + SO32-
• ④ SO32- + O2 (nướC) 2SO42-
• Hệ thống khử Nox
• Sơ Cấp : là khống Chế việC tạo thành NOx trong quá trình Cháy Của buồng đốt lò hơi
• Thứ Cấp :là lắp đặt hệ thống khử NOx Công nghệ Chọn lọC xúC táC SCR
(SeleCtive CathalytiC ReduCtion) trên đường khói thoát.
120
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạCh
• 3.1.2 Nhà máy nhiệt điện – tua bin khí
• Là NM nhiệt điện, trong đó năng lượng sinh ra trong quá trình đốt khí thiên nhiên sẽ
sinh Công trựC tiếp để quay máy phát điện (Chu trình đơn và hỗn hợp)
• Tóm tắt Công nghệ:
• Khí đốt đượC nén và đưa vào buồng đốt
• Là dạng một động Cơ nhiệt dạng rotor trong đó Chất giãn nở sinh Công là khí đốt, biến đổi nhiệt
năng thành Cơ năng. Động Cơ gồm ba bộ phận Chính là khối máy nén khí dạng rotor (Chuyển
động quay), buồng đốt đẳng áp loại hở và khối tua bin khí rotor. Khối máy nén và khối tua bin Có
trụC đượC nối với nhau để tua bin làm quay máy nén.
• Tua bin khí kéo MPĐ => phát ra điện
121
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạCh
• 3.1.2 Nhà máy nhiệt điện – tua bin khí
• ĐặC điểm
• Thời gian xây dựng
=>nhanh hơn NĐ than/thủy điện
• Nếu dùng Chu trình tua bin khí
hỗn hợp đạt hiệu suất Cao hơn nhiệtn
điệ
• Khởi động nhanh, làm việC với mọi
=> loại đồ thị phụ tải điện kháC nhau
• Chi phí nhiên liệu đắt,
• Cũng Có vấn đề với khí thải
122
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạCh
• Tua bin khí
Tua bin khí chu trình đơn Tua bin khí chu trình hỗn hợp
Tuabin khí của GE 123
Toàn cảnh Nhà máy điện Cà Mau 2
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
- lOMoARcPSD|42620215
3.1 Công nghệ sản xuất điện năng từ nguồn nhiên liệu hóa thạCh
• 3.1.3 Nhà máy điện hạt nhân
• Dùng phản ứng phân rã hạt nhân Uranium 235 (U92235) để sinh ra nhiệt, -> sinh
hơi-> quay MPĐ để phát ra điện năng
• ĐặC điểm:
• Công nghệ rất Cao, đòi hỏi Cao về an toàn trong vận hành, thường Có Công suất lớn
• Vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu,
• Công suất lớn, Thời gian khởi động, ít linh hoạt trong điều Chỉnh Công suất
• Không ô nhiễm khí thải do bụi mịn, ít Chất thải
• Nguy hiểm về nguy Cơ an toàn phóng xạ, địa điểm đượC Chọn Cẩn thận, ( xa khu dân Cư)
124
Downloaded by VDOC Online Solutions (vdochcm@gmail.com)
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
