Войти
Докритические угольные электростанции, такие как эта в Тутикорине, Индия - наименее эффективный тип 
Электростанция Белхатув в Белхатове, Польша 
Электростанция Фриммерсдорф в Гревенбройх, Германия 
Схема угольной электростанции A угольная электростанция или угольная электростанция - это тепловая электростанция который сжигает уголь до производит электричество. Угольные электростанции вырабатывают более трети мировой электроэнергии, но ежегодно вызывают сотни тысяч преждевременных смертей, в основном из-за загрязнения воздуха.
Угольные электростанции - это разновидность электростанция на ископаемом топливе. Уголь обычно измельчают, а затем сжигают в котле, работающем на пылеугольном топливе. Тепло печи преобразует котловую воду в пар, который затем используется для вращения турбин, вращающих генераторы. Таким образом, химическая энергия, запасенная в угле, последовательно преобразуется в тепловую энергию, механическую энергию и, наконец, электрическую энергию.
Угольные электростанции. выбрасывают более 10 Гт из двуокиси углерода ежегодно, что составляет почти одну пятую от общего объема выбросов, поэтому они являются единственным крупнейшим источником парниковых газов, которые являются вызывая изменение климата. В 2020 году общее количество заводов начало сокращаться, поскольку они выводятся из эксплуатации в Европе и Америке, несмотря на то, что все еще строятся в Азии, почти все из которых финансируются Китаем. Некоторые из них остаются прибыльными, потому что расходы других людей из-за воздействия угольной промышленности на здоровье и окружающую среду не включены в стоимость производства, но существует риск того, что новые станции могут стать выброшенные активы.
Компоненты электростанции, работающей на угле ion Как тип тепловой электростанции, угольная электростанция последовательно преобразует химическую энергию, накопленную в угле, в тепловую энергию, механическая энергия и, наконец, электрическая энергия. Уголь обычно измельчают, а затем сжигают в котле, работающем на пылеугольном топливе. Тепло печи преобразует котловую воду в пар, который затем используется для вращения турбин, вращающих генераторы. По сравнению с тепловой электростанцией, сжигающей другие виды топлива, требуется специальная переработка угля и утилизация золы.
Для блоков мощностью более 200 МВт резервирование основных компонентов обеспечивается установкой дубликатов вытяжных и вытяжных вентиляторов, подогревателей воздуха и коллекторов летучей золы. На некоторых блоках мощностью около 60 МВт вместо этого могут быть установлены два котла на блок. В список угольных электростанций входят 200 крупнейших электростанций мощностью от 2 000 МВт до 5 500 МВт.
Уголь готовится к использованию путем измельчения необработанного угля на куски размером менее 5 см. Затем уголь транспортируется со склада в силосы внутризаводского хранения с помощью конвейерных лент со скоростью до 4000 тонн в час.
На предприятиях, сжигающих пылевидный уголь, силосы подают уголь в измельчители (угольные мельницы), которые принимают более крупные куски 5 см и измельчают их до консистенции талька, отсортируйте их и смешайте с первичным воздухом для горения, который транспортирует уголь в топку котла и предварительно нагревает уголь для удаления избыточного содержания влаги. Завод мощностью 500 МВт e может иметь шесть таких измельчителей, пять из которых могут подавать уголь в печь со скоростью 250 тонн в час при полной нагрузке.
На установках, которые не сжигают пылевидный уголь, более крупные куски размером 5 см могут подаваться непосредственно в силосы, которые затем питают либо механические распределители, сбрасывающие уголь на подвижную решетку, либо циклон горелки, особый вид камеры сгорания, которая может эффективно сжигать большие куски топлива.
Установки, предназначенные для лигнита (бурого угля), используются в самых разных местах, таких как Германия, Виктория, Австралия и Северная Дакота. Бурый уголь - более молодая форма угля, чем черный уголь. Он имеет более низкую плотность энергии, чем черный уголь, и требует гораздо большей печи для эквивалентной тепловой мощности. Такие угли могут содержать до 70% воды и золы, что дает более низкие температуры печи и требует более крупных вытяжных вентиляторов. Системы сжигания также отличаются от каменного угля и обычно забирают горячий газ с уровня выхода топки и смешивают его с поступающим углем в мельницах вентиляторного типа, которые нагнетают пылевидный уголь и смесь горячего газа в котел.
Зола часто хранится в золоотвалах. Хотя использование золоотвалов в сочетании с системами контроля загрязнения воздуха (такими как мокрые скрубберы ) снижает количество переносимых по воздуху загрязнителей, конструкции представляют серьезную опасность для здоровья окружающей среды. Энергокомпании часто строят пруды без облицовки, особенно в США, поэтому химические вещества из золы могут попадать в грунтовые воды и поверхностные воды.
С тех пор. В 1990-е годы энергетические компании США спроектировали многие из своих новых установок с системами сухой золы. Сухая зола вывозится на свалки, которые обычно включают футеровки и системы мониторинга грунтовых вод. Сухая зола также может быть переработана в такие продукты, как бетон, строительные засыпки для дорожного строительства и раствор.
Летучая зола улавливается и удаляется из дымовых газов с помощью электростатических пылеуловителей или ткани рукавные фильтры (а иногда и оба), расположенные на выходе из топки и перед вытяжным вентилятором. Летучая зола периодически удаляется из сборных бункеров под пылеуловителями или рукавными фильтрами. Как правило, летучая зола пневматически транспортируется в силосы для хранения и хранится на объекте в золоотвалах или транспортируется грузовиками или железнодорожными вагонами на свалки,
Внизу топки находится бункер для сбора шлаков . Этот бункер постоянно наполнен водой для тушения золы и клинкера, падающих из печи. Включены устройства для измельчения клинкера и транспортировки измельченного клинкера и зольного остатка в золоотвалы на месте или за пределы объекта на свалки. Золоуловители используются для удаления золы из котлов, работающих на твердых бытовых отходах.
Воспроизведение медиа Анимация угольной электростанции Хорошо продуманная политика в области энергетики, закон об энергии и электричество market имеют решающее значение для гибкости. Хотя технически гибкость некоторых угольных электростанций может быть улучшена, они менее способны обеспечивать управляемую генерацию, чем большинство газовых электростанций. Самая важная гибкость - низкая минимальная нагрузка, однако некоторые улучшения гибкости могут быть более дорогими, чем возобновляемые источники энергии с батареями.
По состоянию на 2018 год уголь был самым большим источник электроэнергии на уровне 38%, такая же доля, как и 20 лет назад: единственными странами, производящими более 350 ТВтч из общего объема около 10 000 ТВтч в 2018 году, являются Китай (4732), Индия (1,176) и США (1,246).
По состоянию на 2018 год строящаяся угольная мощность составляла 236 ГВт, запланировано - 339 ГВт, 50 ГВт было введено в эксплуатацию и 31 ГВт выбрано.
Поскольку уголь в основном состоит из углерода, угольные электростанции имеют высокую углеродоемкость. В среднем угольные электростанции выделяют гораздо больше парниковых газов на единицу произведенной электроэнергии по сравнению с другими источниками энергии (см. Также выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла источников энергии ). В 2018 году уголь, сжигаемый для производства электроэнергии, выбрасывал более 10 Гт CO. 2 из 34 Гт в результате сжигания топлива (общие общие выбросы парниковых газов в 2018 году составили 55 Гт CO. 2e).
Самый экономичный способ ограничить глобальное потепление до 1,5 ° C, цель Парижского соглашения, включая ЕС и страны ОЭСР закроют все угольные электростанции к 2030 году, Китай - к 2040 году, а остальной мир - к 2050 году.
Некоторые электростанции переводятся на сжигание газа, биомасса или отходы, и преобразование в накопление тепла будет опробовано в 2023 году.
С 2019 года модернизация существующих угольных электростанций с улавливание и хранение углерода проходит испытания, например, в Китае, но это снижает выработку энергии, и для некоторых заводов это может быть технически или экономически невыполнимо: экономические аспекты модернизации в Китае все еще исследуются.
Отходы угольных электростанций В некоторых странах загрязнение контролируется наилучшими доступными методами, например, в ЕС через его Industria l Директива по выбросам. В США угольные электростанции регулируются на национальном уровне несколькими нормативными актами по загрязнению воздуха, включая Стандарты по ртути и токсичности воздуха (MATS), и нормативы по сбросам для воды. загрязнения, а также нормативными актами по твердым отходам в соответствии с Законом о сохранении и рекуперации ресурсов (RCRA).
Угольные электростанции продолжают загрязнять окружающую среду в слабо регулируемых странах, таких как Западные Балканы, Индия, Россия и Южная Африка, ежегодно вызывающие сотни тысяч преждевременных смертей.
Ущерб здоровью от твердых частиц, диоксида серы и оксида азота происходит в основном в Азии и часто происходит из-за сжигания угля низкого качества, такого как бурый уголь на предприятиях, на которых отсутствует современная обработка дымовых газов. Ранняя смертность из-за загрязнения воздуха оценивается в 200 на ГВт в год, однако она может быть выше на электростанциях, где скрубберы не используются, или ниже, если они расположены далеко от городов.
Загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, вымываемые в грунтовые воды из необлицованных угольных зол бассейнов для хранения или свалок, загрязняют воду, возможно, на десятилетия или столетия. Сбросы загрязняющих веществ из золоотвалов в реки (или другие поверхностные водные объекты) обычно включают мышьяк, свинец, ртуть, селен., хром и кадмий.
Выбросы ртути от угольных электростанций могут выпадать на землю и воду во время дождя, а затем преобразовываться в метилртуть бактериями. Благодаря биомагнификации эта ртуть может достигать опасно высоких уровней в рыбе. Более половины атмосферной ртути поступает с угольных электростанций.
Угольные электростанции также выделяют диоксид серы и азот. Эти выбросы приводят к кислотным дождям, которые могут реструктурировать пищевые сети и привести к исчезновению популяций рыб и беспозвоночных.
По состоянию на 2018 год местное загрязнение в Китае, где больше всего угольных электростанций, по прогнозам, еще больше уменьшится в 2020-х и 2030-х годах, особенно если оно будет небольшим и низким. производственные предприятия выводятся из эксплуатации раньше срока.
Завод Castle Gate около .Уголь доставляется по шоссе грузовиком, рельс, баржа, угольщик судно или трубопровод угольного шлама. Иногда рядом с шахтой строят электростанции; особенно один горнодобывающий уголь, такой как лигнит, который недостаточно ценный для транспортировки на большие расстояния; поэтому уголь может поступать ленточным конвейером или массивными дизель-электрическими -приводными грузовиками. Большой угольный поезд , называемый «единичным поездом», может иметь длину 2 км и содержать 130-140 вагонов с примерно 100 тоннами угля в каждом при общей загрузке более 10000 тонн. Для большой электростанции при полной нагрузке требуется как минимум одна доставка угля такого размера каждый день. У растений может быть от трех до пяти поездов в день, особенно в «пик сезона», в самые жаркие летние или самые холодные зимние месяцы (в зависимости от местного климата), когда потребление энергии велико.
В современных разгрузчиках используются роторные самосвалы, которые устраняют проблемы с замерзанием угля в донных самосвалах. Разгрузчик включает в себя рычаг позиционера поезда, который тянет за собой весь состав для размещения каждого вагона над бункером для угля. Самосвал прижимает отдельный автомобиль к платформе, которая переворачивает автомобиль вверх дном, чтобы выгружать уголь. Поворотные муфты позволяют выполнять всю операцию, пока кабины еще соединены. Разгрузка составного поезда занимает около трех часов.
В более коротких поездах могут использоваться железнодорожные вагоны с «воздушной разгрузкой», которая зависит от давления воздуха от двигателя и «горячего башмака» на каждом вагоне. Этот «горячий башмак», когда он входит в контакт с «горячим рельсом» на разгрузочной эстакаде, запускает электрический заряд через устройство сброса воздуха и заставляет двери в днище вагона открываться, сбрасывая уголь через отверстие в эстакада. Разгрузка одного из этих поездов занимает от часа до полутора часов. Старые разгрузочные машины могут по-прежнему использовать железнодорожные вагоны с нижней разгрузкой с ручным управлением и «шейкер», прикрепленный для разгрузки угля.
Угольщик (грузовое судно, перевозящее уголь) может хранить 41 000 тонн (40 000 длинных тонн) угля, а его разгрузка занимает несколько дней. Некоторые угольщики имеют собственное конвейерное оборудование для разгрузки собственных бункеров; другие зависят от оборудования на заводе. Для транспортировки угля в более спокойных водах, таких как реки и озера, часто используются плоскодонные баржи . Баржи, как правило, не имеют двигателя, и их необходимо перемещать с помощью буксиров или буксиров.
. Для запуска или вспомогательных целей завод также может использовать мазут. Мазут может доставляться на заводы трубопроводом, цистерной, цистерной или грузовиком. Нефть хранится в вертикальных цилиндрических стальных резервуарах емкостью до 14 000 кубических метров (90 000 баррелей). тяжелее нет. 5 «бункер» и нет. 6 топливо обычно нагревается паром перед перекачкой в холодный климат.
Четыре основных типа угольных электростанций в порядке возрастания эффективности: докритические, сверхкритические, сверхсверхкритические и когенерация (также называется комбинированным производством тепла и электроэнергии или ТЭЦ). Субкритический - наименее эффективный тип, однако недавние инновации позволили модернизировать более старые субкритические установки, чтобы достичь или даже превзойти эффективность сверхкритических установок.
G20 одни только правительства субсидируют уголь не менее чем на 63,9 миллиарда долларов США в год, почти три четверти этой суммы приходится на угольную энергию.
По состоянию на 2019 год крупнейшими спонсорами являются китайские банки в рамках Инициативы «Один пояс, один путь» (BRI).
В 2018 г. угольная электростанция коэффициент мощности в среднем составила 51%, то есть они проработали примерно половину доступного рабочего времени.
Если глобальное потепление ограничится значительно ниже 2 ° C, как указано в Парижском соглашении, к 2050 году прогнозируется, что к 2050 году не будут задействованы активы угольной электростанции на сумму более 500 млрд долларов США, в основном в Китае. В 2020 году аналитический центр Carbon Tracker подсчитал, что 39% угольных электростанций уже были дороже, чем новые возобновляемые источники энергии и хранилища, и что 73% будут к 2025 году. По состоянию на 2020 год около половины угольных энергетических компаний Китая теряют деньги, а старые и малые электростанции «не имеют надежды на получение прибыли». По состоянию на 2018 год Индия поддерживает работу потенциально неработающих активов за счет их субсидирования.
.
Гринпис протестует против угля в канцелярии Германии Энергетическая политика Китая в отношении угля и уголь в Китае являются наиболее важными факторами в отношении будущего угольных электростанций, потому что в стране их так много. Согласно одному анализу, местные власти чрезмерно инвестировали в угольную энергию в середине 2010-х годов, потому что центральное правительство гарантировало часы работы и установило высокие оптовые цены на электроэнергию. По состоянию на 2019 год инвестиции BRI могут быть направлены на поддержание работы квалифицированных специалистов, а также потому, что банкам и государственным предприятиям нужно где-то разместить свой капитал и опыт.
В демократиях угольная энергетика инвестиции следуют кривой Кузнеца. Энергетическая политика Индии в отношении угля является проблемой политики Индии.
Протесты часто происходят на горнодобывающих предприятиях и на площадках предполагаемых новых заводов.
.
Электростанция Holborn Viaduct в Лондоне, первая в мире общественная паровая угольная электростанция, открытая в 1882 году. Первые угольные электростанции были построены в в конце 19 века и использовал поршневые двигатели для генерации постоянного тока. Паровые турбины позволили построить гораздо более крупные заводы в начале 20 века, а переменный ток использовался для обслуживания более широких территорий.
