Termoelektrarna Šoštanj Avtor Miha Škof Mentor prof dr

Termoelektrarna Šoštanj Avtor: Miha Škof Mentor: prof. dr. Janez Stepišnik Fizika energijskih virov

Zgodovina • • • • 1946 odločitev o gradnji termoelektrarne 1954 ustanovi se investicijsko podjetje za izgradnjo termoelektrarne 1956 pričetek obratovanja bloka 1 in bloka 2 1960 pričetek obratovanja bloka 3 1972 pričetek obratovanja bloka 4 1977 pričetek obratovanja bloka 5 1984 se uresniči projekt zaprtega krogotoka izcednih voda iz deponije pepela 1987 se prične uresničevati ekološko sanacijski program 1995 zgrajena čistilna naprava bloka 4 2000 prejmejo certifikat vodenja kakovosti 9001 2000 zgrajena čistilna naprava bloka 5 2001 preidejo pod okrilje Holdinga Slovenske elektrarne 2003 prejmejo certifikat vodenja kakovosti 14001 2005 prejmejo certifikat vodenja kakovosti 18001

Delovanje

• • • deionizirano vodo prečrpamo v kondenzator od tam jo preko predgrelnikov vodimo do kotla premogov prah in zrak vpihujemo v kurišče dimne pline očistimo z elektro filtrom in napravo za razžveplevanje, nakar jih vodimo v dimnik pepelne ostanke zmešajo v stabilizat, katerega odvažajo na deponijo vodo uparimo in pregrejemo paro vodimo do visokotlačne turbine, nazaj na pregrevanje in v srednjetlačni del turbine dalje paro vodimo v kondenzator s čimer je tokokrog sklenjen zaradi segrevanja okoliškega zraka v hladilnem stolpu, se izgubi skoraj polovica v kotlu pridobljene energije turbinske gredi vrtijo rotor generatorja, ki ustvari elektromagnetno polje pri 3000 obratih/min se inducira napetost 21, 5 k. V , ki jo s transformatorjem povišamo na 420 k. V

Fizikalno ozadje delovanja Carnotov cikel: • • • termoelektrarna je v osnovi toplotni stroj, zato lahko njeno delovanje opišemo s Carnotovim ciklom ta ima maksimalen termodinamski izkoristek prehajanje toplote je posledica spremembe agregatnega stanja tehnično težko izvedljiv štiri faze: 1 – 2 delovna snov (voda) prejema toploto pri konstantni T 2 – 3 izentalpno raztezanje delovne snovi 3 – 4 delovna snov odda toploto pri konstantni T 4 – 1 izentalpno stiskanje delovne snovi Problem: Voda v dveh agregatnih stanjih poškoduje kondenzator. Rešitev: Pri kondenzaciji vodo ohladimo do tekočega agregatnega stanja. S tem izgubimo ogromno energije, a prihranimo na energiji potrebni za delovanje črpalke, ki vodo potiska iz kondenzatorja.

• dobimo Rankinov cikel: • • imenujejo ga tudi praktični Carnotov cikel štiri faze 1 – 2 vodo prečrpajo z nizkega na visoki tlak 2 – 3 pri konstantnem tlaku tekočo vodo uparijo 3 – 4 para se razširi prehodu skozi turbino 4 – 1 preostanek pare vodimo v kondenzator, kjer se utekočini Problem: Voda zaradi kavitacije poškoduje turbino. Rešitev: Vodo v kotlu pregrejemo.

• dobimo Pregret Rankinov cikel: Problem: Tlak v turbini, ki mora biti čim večji, je močno odvisen od temperature. Para na svoji poti izgublja temperaturo in s tem tudi tlak. Rešitev: Paro po prehodu visokotlačnega dela turbine ponovno pregrejemo in vodimo v srednjetlačni del turbine. • dobimo Pregret Rankinov cikel s pogretjem: Problem: Celoten cikel je učinkovit, zaradi visoke povprečne temperature delovne snovi. V našem primeru v kotel prečrpavamo vodo iz kondenzatorja, ki je pri sobni temperaturi. Rešitev: Vodo pri prečrpavanju v kotel segrejemo s predgrelniki. • dobimo Pregret Rankinov cikel s pogretjem in predgretjem

Izkoristek Qin = m (h 3 – h 2) Qout = m (h 4 – h 1) Wčrpalke = m (h 2 – h 1) ~ mv 1 (p 2 – p 1) / hčrpalke Wturbine = m (h 3 – h 4) = m (h 3 – h 4 s) hturbine htermodinamski = (Wturbine – Wčrpalke) / Qin ~ Wturbine / Qin Spodnja tabela prikazuje celoten izkoristek posameznega bloka, ne le termodinamskega. h [%] blok 1 26 2 26 3 26 4 33 5 36 6 43

Blok 3

Blok 4

Blok 5

Turbine • • izkoristek je maksimalno 45% so prilagojene zgradbi parnega kotla pri večjih kotlih imajo za dodatni izkoristek še srednjetlačni del za preprečitev okvar in ukrivljanja imajo lasten motor, ki jih poganja tudi v času ne obratovanja celotnega bloka Turbini blokov 1 in 2:

Turbina bloka 3: Turbina bloka 4: Turbina bloka 5:

Velikost proizvodnje • • proizvede tretjino potrebovane električne energije v Sloveniji v času remontov v JEK ali večjih suš se ta delež povzpne na skoraj dve tretjini Moč [MW] blok Obratovalne ure Proizvodnja [GWh] Razpoložljivost [%] 1 30 4829 6924 92, 3 2 30 6205 6881 92, 4 3 75 6770 16910 92 4 275 7334 47780 86 5 345 7738 51235 89, 3

Poraba premoga • • • za svoje delovanje TEŠ uporablja lignit iz Velenjskega rudnika njegova kurilna vrednost se giblje okoli 9800 k. J/kg po ocenah se v rudniku nahaja še za 40 let premoga

Zaščita okolja • • • z rastjo termoelektrarne so se hkrati povečevali vplivi na okolje najhuje so bili prizadeti okoliški gozdovi, Plevelovo jezero in reka Paka to je spodbudilo okoljsko zavest Razžveplevanje: • • • izpuh iz kotla vodijo skozi elektro filter, kjer se očisti prahu in pepela preostanek pepela vodimo v pralnik v njem pršijo suspenzijo z visoko vsebnostjo Ca, ki nase veže SO 2 suspenzija, SO 2 in kisik se vežejo v kalcijev sulfit in dalje v sadro (Ca. SO 4 × 2 H 2 O) sadro vodimo v postajo za zgoščevanje, kjer se ločita trdna in tekoča faza trdno sadro odpeljejo na deponijo leto 1990 leto 2000 količina izpuščenega SO 2 tonah 90 000 18 000 količina izpuščenega pepela v tonah 6 000 600 količina izpuščenih NO× v tonah 11 500 4 600

Zgodovinski potek ekološke sanacije elektrarne: • • • • 1978 zamenjava elektro filtrov na prvih štirih kotlih 1979 vgradnja lovilcev kapljic v hladilni stolp bloka 4 1981 – 1994 vgrajeni dušilci zvoka na izpušnih mestih 1987 izdelan sanacijski program 1990 izgradnja ekološko informacijskega sistema 1990 na vseh blokih zgrajene naprave za razžveplevanje 1992 rekonstrukcija kotla bloka 4 1993 pričetek gradnje čistilne naprave na bloku 4 1994 zgrajena vmesna deponija sadre 1997 postavljene postaje za merjenje emisij 1999 dograjeni elektro filtri na bloku 5 2000 prične obratovati čistilna naprava na bloku 5 2002 delno čiščenje izpuhov blokov 1 - 3 preko čistilne naprave na bloku 4 2003 rekonstrukcija kotla bloka 5

Razvoj zmogljivosti

• • • blok 2 je že zaustavljen blok 1 bo zaustavljen letos septembra bloka 3 in 4 bodo zaustavili z zagonom bloka 6 na blok 5 bodo priklopili prvo plinsko turbino na blok 4 bodo priklopili plinsko turbino, ki se bo kasneje dodala bloku 5 Blok 6 • • • njegova nazivna moč bo 600 MW to je najnižja moč, ki omogoča maksimalne izkoristke zaradi zaprtja starih blokov bo pridobljene moči le 190 MW ne more biti alternativa za bloku 2 v Krškem cena projekta je ocenjena na 880 milijonov evrov 350 – 425 milijonov evrov bo s posojilom krila banka EIB 60 – 100 milijonov evrov od dokapitalizacije 200 milijonov evrov posojil komercialnih bank 200 milijonov evrov primanjkljaja primanjkljaj bodo najverjetneje pokrili z lastnim dobičkom ali s projektnim financiranjem

Literatura • • Bilten TEŠ 2006 Prihodnost je energija TEŠ Termoelektrarna Šoštanj fanzin TEŠ Delo, priloga Gospodarsko – finančni tednik, št. 91, 17. 3. 2008, str. 4 – 5 Wikipedia www. . . Išči: thermodynamics micro module parne turbine v TEŠ

Hvala za pozornost