energetska postrojenja - lab.fs.uni-lj.silab.fs.uni-lj.si/kes/erasmus/razpolozljivost.pdf · tema:...

Tema: ENERGETSKA POSTROJENJA

1

Energetska postrojenja

• Gospodarnost

• Razpoložljivost

• Izkoriščenost

• Pripravljenost

Pojasnili bomo pojme kot so:

Namen energetskih postrojenj je s čim manjšimi stroški in s čim večjim

izkoristkom primarno energijo spremeniti v obliko, ki je potrebna v

vsakdanjem življenju:

- mehansko delo

- toploto

- svetlobo

- zvok


2

Način obratovanja

• V svetovnem merilu: ¾ električne energije iz TE.

• Največ v fosilnih in jedrskih, nato plinskih, nekaj tudi v motorjih

z notranjim zgorevanjem.

• Manj kot ¼ dajejo vodne elektrarne.

Najpopolnejša oblika energije je električna energija, saj jo je možno z

odličnim izkoristkom spremeniti v vse druge oblike. V nadaljevanju bomo

obravnavali predvsem energetska postrojenja, ki spreminjajo primarno

energijo v električno:

- parne elektrarne na fosilna in jedrska goriva

- plinske elektrarne

- plinsko-parne elektrarne

- vodne elektrarne

- vetrne elektrarne


3

Način obratovanja

Postrojenja se razlikujejo predvsem po viru primarne energije, za njihovo vlogo v

energetskem sistemu pa je značilno število obratovalnih ur. Postrojenja, ki

- obratujejo neprekinjeno večji del leta (obratovanje v pasu , t > 6000 ur)

(velika zanesljivost, pri TE velik izkoristek, nizki obratovalni in investicijski stroški)

- obratujejo ob delavnikih (obratovanje v trapezu, t = 1500 - 6000 ur)

(enostaven zagon, pri TE srednji izkoristki,... Pr: akumulacijske vodne el., plinsko-parni procesi)

- obratujejo samo pri velikem povpraševanju po energiji (vršno obratovanje-

v konici, t < 1500 ur).

(hiter zagon, pri TE manjši en. izkoristek, nizki investicijski, visoki obratovalni stroški, ... Pr: črpalno-

akumulacijske vodne el., Dieselovi motorji, plinske el.)

primer diagrama (Slide 13)


4

Letni diagram pridobivanja energije

Obratovanje nekega postrojenja je ponavadi prikazano v urejenem letnem

diagramu pridobivanja energije:

- ordinata: MOČ (npr. na pragu elektrarne)

- abcisa: ČAS ENEGA LETA (8760 ur)

ploščina diagrama pod krivuljo je sorazmerna z letno proizvedeno energijo.

tak diagram nastane, če je v časovnem razmiku (npr. enkrat na dan) na diagram nanesena izbrana

karakteristična veličina in urejena po velikosti.

Urejeni letni diagrami (klikni za povečavo)

a) b) c) d)


5

Razpoložljivost

Postavitev energetskega postrojenja je navadno povezana z velikimi stroški,

zato je potrebno postrojenje tudi izkoriščati. Obratovati mora čim več ur na leto

in po možnosti z vso močjo, skratka, njegova razpoložljivost mora biti čim višja.

Nizka razpoložljivost povzroča največje gospodarske izgube (večje kot

znižanje izkoristka).

Proizvajalec energije jamči za en. izkoristek, redko za razpoložljivost. Odvisna

ni le od opreme, temveč tudi od tehnične sposobnosti osebja, ki upravlja

postrojenje.


6

Razpoložljivost

Razpoložljivost postrojenja A (Availability) je definirana kot vsota izkoriščenosti U (Utilization) in pripravljenosti R (Readiness).

Oznaka

Čas (t)

Moč (P)

Delo, energija (W)

Skupaj

(i = 1)

Imenski čas

(koledarsko leto)

ti = 8760 h

Imenska moč

Pi

Imenska energija

Wi = Pi ti

Izkoriščenost

(obratovanje)

postrojenja (U)

Izkoriščeni čas

tU

Izkoriščena moč

PU

Izkoriščena (=proiz-

vedena) energija

WU = PU tU

Pripravljenost

postrojenja

(R)

Rezervni čas

tR

Rezervna moč

PR

Rezervna energija

WR = PR tU + PA tR

Razpoložljivost

postrojenja

(A = U + R)

Razpoložljivi

čas

tA = tU + tR

Razpoložljiva

moč

PA = PU + PR

Razpoložljiva

energija

WA = WU + WR

Nerazpoložljivost

postrojenja

(NA = 1 – A)

Čas, ki ni

na razpolago

tNA = ti - tA

Moč, ki ni

na razpolago

PNA = Pi - PA

Energija, ki ni

na razpolago

WNA = Wi - WA


7

Razpoložljivost

Časovna razpoložljivost:

Razpoložljivost moči:

Razpoložljivost energije (dela):

U Rt

i

t tA

t

U RP

i

P PA

P

U R RU R U R U U R UW

i i i i i i i i

P P tP P t t P t P tA

P t P t P t P t

Razpoložljivost energije je razmerje, kjer je v števcu vsota dejansko proizvedene energije,

topla in hladna rezerva, v imenovalcu pa največja mogoča proizvedena energija.

Topla rezerva: energija, ki je takoj na razpolago, pa zanjo ni potrebe (postrojenje obratuje

z zmanjšano močjo)

Hladna rezerva: energija, ki je po potrebi mogoče proizvesti (postrojenje je pripravljeno,

vendar ne obratuje)


8

Razpoložljivost

GLAVNA OCENA USPEŠNOSTI OBRATOVANJA ELEKTRARNE: IZKORIŠČENOST ENERGIJE

(Load factor):

UW


9

Diagrami

1. Neurejeni, dejanski potek moči (razpoložljivost - A, izkoriščenost - U)

A

B

ti = 8760 h

redni letni remont zaustavitev zaradiokvare

Pi

A ... Topla rezerva

B ... Hladna rezerva


10

Diagrami

2. Urejeni letni diagram (diagram na prejšnji strani preoblikujemo po velikosti in

in dobimo diagram podobne oblike kot je prikazan spodaj)

B

A

Cele

ktr

ična

mo

č v p

ok

raji

ni

/ %

obdobje 1 leta (8760 h)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100A – obratovanje v pasu

B – obratovanje v trapezu

C – obratovanje v konici


11

DIAGRAMI

3. Urejeni diagram povprečne moči (diagram pod zaporedno št. 1 lahko nadalje

preoblikujemo v urejeni diagram povprečne

moči)

tU

tA

ti = 8760 h

PU

PR

PA

PN

A

Pi

tR

tNA

A

B

Nazivna

Na razpolago

Izkoriščena

Ni na razpolago Rezerva

- topla rezerva

- hladna

rezerva


12

NALOGA (skripta str. 25)

Termoelektrarna je obratovala v letu skupaj 7700 h, od tega 7000 ur z imensko močjo

300 MW, 600 ur z močjo 250 MW (zaradi zmanjšanja povpraševanja po električni

energiji) in 100 ur z močjo 200 MW (zaradi manjše okvare na kotlu). Termoelektrarna

ni mogla obratovati 700 ur zaradi rednega letnega tehničnega pregleda in nadaljnjih

200 ur zaradi okvare generatorja. Ostanek časa je termoelektrarna stala tehnično

pripravljena v (hladni) rezervi.

Urejeni diagram moči:


13

Urejeni letni diagram pridobivanja el. energije v pokrajini

B

A

Cele

ktr

ična

mo

č v p

ok

raji

ni

/ %


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100A – obratovanje v pasu

B – obratovanje v trapezu

C – obratovanje v konici

nazaj


14

Urejeni letni diagram pridobivanja el. energije v termoelektrarni

e eP m h

A

B

Celek

trič

na

moč t

erm

oel

ektr

arn

e


A ... imenska moč

B ... najmanjša moč

C ... elektrarna ne obratuje

nazaj


15

Urejeni letni diagram pridobivanja toplote v kotlarni

nazaj e eQ m h

A

B

C

top

lotn

a m

oč

ko

tlar

ne


A ... ogrevanje in sanitarna voda

B ... sanitarna voda preko poletja

C ... kotlarna ne obratuje


16

Urejeni letni diagram toka vode za pridobivanje el. energije v

hidroelektrarni

nazaj e eP V g H

pre

tok

vo

de

sko

zi

hid

roele

ktr

arn

o



17

Urejeni letni diagram hitrosti vetra za pridobivanje električne

energije v vetrni elektrarni

nazaj 3

e e 0 2P A v

hit

rost

vet

ra


energetska postrojenja - lab.fs.uni-lj.silab.fs.uni-lj.si/kes/erasmus/razpolozljivost.pdf · tema:...

Documents