Jít na vyhledávání

Charakteristika zdroje

Výklad

 

Nepřehlédnutelná tepelná elektrárna v Estonsku (Zdroj: yegorovnick / Shutterstock.com)

Nepřehlédnutelná tepelná elektrárna v Estonsku

Uhelná elektrárna je soubor technologických zařízení, umožňujících přeměnu chemické energie uhlí na elektrickou energii prostřednictvím spalovacího procesu a parního cyklu.

Princip

V uhelných elektrárnách se spalováním uhlí získává tepelná energie, která se předává vodě protékající trubkami uvnitř kotle. Vyvíjí se pára, která po přehřátí proudí do parní turbíny, kde předá svou kinetickou energii lopatkám rotoru a točící se rotor zase roztáčí alternátor vyrábějící elektřinu. Alternátor pracuje na principu elektromagnetické indukce – otáčející se elektromagnet rotoru indukuje v cívkách statoru napětí a proud. Pára dále proudí z posledních lopatek turbíny do kondenzátoru, kde opakovaně změní své skupenství na vodu, která je čerpadly opět přiváděna přes napájecí nádrž do kotle. Tím se parovodní cyklus uzavírá. Kondenzační teplo z kondenzátoru odvádí chladicí voda do chladicích věží (při uzavřeném chladicím okruhu) nebo do externího vodního zdroje (při průtočném chlazení).

Palivo pro práškové kotle je připravováno v uhelných mlýnech, rozmístěných kolem spodní části kotle (Zdroj: Ju1978 / Shutterstock.com)

Palivo pro práškové kotle je připravováno v uhelných mlýnech, rozmístěných kolem spodní části kotle

Kotel

Nejdůležitějším zařízením uhelné elektrárny je kotel s ohništěm, ve kterém probíhá spalování primárního paliva a s parním generátorem, kde dochází ke změně skupenství vody na páru. Kotle lze rozdělit podle typu ohniště na roštové, práškové (granulační nebo výtavné) a fluidní a podle vodního oběhu na kotle s přirozeným oběhem a kotle s nuceným oběhem.

Šikmý zauhlovací most je hlavní dopravní tepnou, kterou proudí kusové uhlí do kotelny uhelné elektrárny Prunéřov II (Zdroj: BESTWEB / Shutterstock.com)

Šikmý zauhlovací most je hlavní dopravní tepnou, kterou proudí kusové uhlí do kotelny uhelné elektrárny Prunéřov II

Zauhlování

Další součástí uhelné elektrárny je příprava paliva a jeho dávkování do spalovacího procesu. Palivo je pomocí pásových dopravníků dopraveno až do zásobníků jednotlivých kotlů. Kusové uhlí je nejdříve rozemleto v uhelných mlýnech na prášek, vysušeno horkými plyny a směs prášku a plynu je vedena potrubním dopravním systémem do hořáků ústících do spalovací komory kotle. Po smíchání s přídavným spalovacím vzduchem uhelný prášek shoří. Práškové hořáky kotlů jsou většinou ještě doplněny stabilizačními plynovými hořáky.

V prunéřovské elektrárně byla pro odsíření spalin zvolena metoda mokré vápencové vypírky (Zdroj: Martin Lisner / Shutterstock.com)

V prunéřovské elektrárně byla pro odsíření spalin zvolena metoda mokré vápencové vypírky

Při rekonstrukcích stávajících i výstavbě nových bloků se odsířené spaliny zavádí přímo do chladicích věží (Zdroj: Martin Lisner / Shutterstock.com)

Při rekonstrukcích stávajících i výstavbě nových bloků se odsířené spaliny zavádí přímo do chladicích věží

Spalovací vzduch

Vzduch je do spalovacího procesu přidáván v různých fázích hoření. Do spodní části ohniště je přiváděn primární spalovací vzduch, do dohořívací oblasti pak sekundární (i terciární) spalovací vzduch. Přiváděný vzduch je před použitím ohříván odchozími spalinami v regeneračním ohříváku.

Čištění spalin

Výsledným produktem spalování jsou plynné spaliny, popílek a tuhé zbytky, například škvára nebo struska. Ty se odebírají ve spodní části kotle, drtí se a používají jako vedlejší energetický produkt například při rekultivacích. Popílek unášený spalinami je zachytáván v různých typech odlučovačů. Nejúčinnější je elektrostatický odlučovač popílku složený z nabíjecích a sběrných deskových elektrod pod vysokým napětím. Působením elektrostatického pole získávají částečky popílku záporný náboj a jsou sbírány na kladných deskových elektrodách. Pravidelným oklepem sběrných deskových elektrod padá zachycený popílek do výsypky.

Nežádoucími plynnými složkami ve spalinách jsou především oxidy dusíku a síry. Snižovat koncentraci oxidů dusíku se daří hlavně úpravou spalovacího režimu, například snížením teploty spalování přechodem na fluidní kotle. Nebezpečné oxidy síry, způsobující kyselé deště, se ze spalin odstraňují v odsiřovacích zařízeních. Tyto poměrně nákladné systémy mohou být založeny na metodě mokré vápencové vypírky, při níž jsou spaliny vedeny přes absorbér s vápencovou suspenzí, nebo na polosuché metodě, při které jsou škodliviny ze spalin absorbovány na částicích vápenné suspenze a částice jsou usušeny a zachytávány v odlučovačích popílku. Oxidy síry jsou u fluidních kotlů zachytávány přímo ve spalovací komoře dávkováním vápence do ohniště.

Teplo ve formě páry nebo horké vody je z elektráren distribuováno systémem izolovaných potrubních tras (Zdroj: guentermanaus / Shutterstock.com)

Teplo ve formě páry nebo horké vody je z elektráren distribuováno systémem izolovaných potrubních tras

Teplárenství

Většina uhelných bloků je primárně řešena jako kondenzační jednotka s maximální výrobou elektrické energie. Při potřebě odběru tepla pro technologické účely, dálkové vytápění nebo ohřev užitkové vody může blok pracovat v režimu kombinované výroby elektřiny a tepla. Technologická pára se odebírá z vyšších parních odběrů turbíny, topná pára pro ohřev vody v ohřívácích se získává z nižších parních odběrů. Využitím části páry na teplárenské účely se zvyšuje stupeň využití primárního paliva. Menší uhelné elektrárny s významným podílem teplárenství (teplárny) často využívají protitlaké turbíny, u kterých pára vycházející z turbíny má vyšší tlak a putuje přímo do topné soustavy jako topná pára. Výroba elektřiny je v tomto případě přímo závislá na odběru tepla pro účely teplárenství.

Vrátit se nahoru
detail