Кесте-5. Қазақстан республикасының электрэнергияға мұқтаждығы, млрд.квт сағ.
Құрылымы
|
2000 жыл
|
2005 жыл
|
2010 жыл
|
Қазақстанның барлық жерінде
|
47,47
|
62,2
|
72,10
|
Өнеркәсіпте
|
36,24
|
39,06
|
42,16
|
Тұрғындар және т.б. (жеке кәсіп)
|
8,16
|
12,4
|
18,28
|
Транспорт
|
3,07
|
3,72
|
4,76
|
Өндірістік емес шығындар
|
6,90
|
6,82
|
7,20
|
Кесте-6. Қазқастан Республикасының жылу энергиясына тұтынушы сұраныс және әкетілетін көрсеткіштер
Көрсеткіштер
|
2000 жыл
|
2010 жыл
|
Тұрғындар саны, млн.адам
|
14,9
|
15,7
|
ВВП, млрд.тенге
|
2600
|
5700
|
Жылуды тұтыну, млн.Гкал соның ішінде жылуды тұтыну:
өндірістік слада
өндірістік емес салада
|
150,8
34,3
116,5
|
190,9
58,7
132,2
|
Өндірістік емес саладағы әкетілетін жылуды тұтыну,
Гкал/жыл*адам
Гкал/жыл*м²
Қалыпты м²/адам
|
7,83
0,48
16,2
|
8,42
-0,44
19
|
ВВП жылу сыйымдылығы Гкал $1000 ВВП жылына
|
8,24
|
4,62
|
Әкетілетін жылуды тұтыну, Гкал/адам жылына
|
10,14
|
12,³
|
Жылу электрлік станциялар республиканың қазіргі заманғы негізгі энергетика саласы болып табылады. ЖЭС-тің негізгі кемшілігі отынды жағудан алынатын жылудың тек 30 - 40%, яғни ПӘК-нің төмен, болуы.
Q – отынды жаққаннан алынатын жылу; Q – жылудың элетрэнергиясына айналуы; жылу шығыны: қазандық агрегатындағы – Q; турбоагрегаттағы – Q; конденсатордағы – Q.
Сурет-1. Конденсациялық элкетр станциядағы жылулық балансы
Q – отынды жаққаннан алынатын жылу; Q –элетрэнергиясына айналатын жылу; Q – жылуфикация; жылу шығыны: қазандық агрегатындағы – Q; турбоагрегаттағы – Q; конденсатордағы – Q.
Сурет-2. ЖЭО-ның жылулық балансы
Көрсетілген баланстан көретініміз, қазіргі заманғы жылу мен электр энергиясын бір қондарғыдаөндіру КЭА- те электрэнергиясын және қазандықтарда жылуды жеке өндірудегі жанатын отынды 25% -ға үнемдеуге көмектеседі.
Кесте-7. ЖЭО-дағы отынның әкетілетін шығынын төмендетудегі негізгі бағыттар.
Іс-шара
|
Отынның әкетілетін шығынын төмендету
|
Конденсациялық энергоблокты және блоктя емес электрстанциялардың құрылғыларын модернизациялау, физикалық тозған заттарды қайта бөлшектеу
|
5,2
|
Жұмыс жасап тұрған ЖЭО-дағы жылуфикациялық құрылғылардың жылулық қуатының қолданысын жоғарлату және тұрғын – коммуналды шаруашылықтың орталықтанған жылуфикациялық дәрежесін жоғарлату
|
4,5
|
Критикалық параметрден кейінгі жоғары үнемді электроблоктарды енгізу және меңгеру, үнемділігі төмен құрылғыларда электрэнергиясын өндіруді төмендету
|
3,8
|
Жұмыс жасап тұрған және енді қолданысқа енетін электрэнергетикалық құрылғылар жұмысын жобалау көрсеткішіне әкелу
|
1,5
|
Қорытынды
|
15,0
|
Жылу және электрэнегиясын өндірудегі энергия үнемдеудің келесі бағыты – барлық шығын түрлерін төмендету.
Қазандықтың ПӘК-н жоғарлатудың негізгі потенциалды мүмкіндігі мыналар:
қазандық жұмысындағы пайдалану циклын жақсарту (жүктемені реттеу);
технологиялық қызмет көрсетуді жоғарлату (механикалық байланыс сапасы, берілетін ауа мен отынның реттеуші мөлшері, қазнадықтың тексеру-өлшеуші құралының жұмысы, көмірдің ұсақ ұнтағын реттеу, қазандық құбырының және қыздыру бетінің тазалығы, оқшаулағыш сапасы және т.б.);
жану процесін реттеуді жоғарлату (ауа шығынының қолайлы дәрежесі, газ зеттегіш көмегімен ауа мен оттегінің шығынын қадағалау);
жылу утилизациялық құрылғының қондырғысы (экономайзер, ауақыздырғыш және ағынның турбуленттік дәрежесін күшейткіштер қолдану);
радиационды шығын минимумының мәліметі;
жандырғы құрылымын жақсарту;
қазандық жұмысына байланысты қосымша жүйедегі электрэнергия шығынын төмендету;
қазандықтың жаңа жұмыс режимін қолдану.
Кесте-8. Әр түрлі эксплуатациялық факторлардың қазандықагрегатының экономикалық мінездемесіне тиімді әсері
Іс – шара
|
Отынды үнемдеу
|
Отынның шығындалуы
|
Қазандықагрегатының (0,1%) газ жолында ауаны соруды төмендету
|
0,5
|
-
|
Оттықтағы (0,1%) артық ауа коэффициентінің жоғарлауы
|
-
|
0,5
|
Қазандық сыртындағы су эконмайзерін орнату
|
5-6
|
-
|
Қазандықагрегатынан кейінгі жылуды күрделі утилизациялаушы қондырғыны пайдалану және әкетілетін түтінді газдардың буға айналуынағы жасырын жылуды қолдану
|
12-ге дейін
|
-
|
Вакуумды деаэраторды қолдану
|
1
|
-
|
Әкетілетін түтінді газдардың құрамындағы СО2 – нің 1%қолайлы мәніндегі ауытқуы
|
0,6
|
-
|
Құрғақ және ылғалды отын үшін кететін түтіндік газдардың (10%) температурасының төмендеуі
|
0,6 және 0,7
|
-
|
Қазандық (10%) барабанның шығысындағы қоректендіргіш судың температурасының жоғарлауы (Р=1,3 МПа, ПӘК=0,8)
|
2,0
|
-
|
Сулы экономайзердің (10%) кірісіндегі қоректендіргіш судың температурасының жоғарлауы
|
-
|
0,23
|
Сулы экономазердегі (6%) қоректендіргіш судың қыздырылуы
|
1,0
|
-
|
8-ші кестенің жалғасы.
Қазандықтағы төгудің нормативті мәнән (1%) жоғарлату
|
-
|
0,3
|
Сыртқы қыздыру бетін тазалауға арналған үрлеуші аппарат қондырғысы
|
2,0
|
-
|
Қазандықтың ішкі қыздыр бетінде 1 мм қалыңдықтағы қақ түзілуі
|
-
|
2,0
|
Конденсаттың қайтарылмайтын жылулық сызбасындағы химиялық тазартылған 1 т суды ауыстыру
|
-
|
20 кг у.т
|
Бу қазандық жұмысын су қөыздырғыш режиміне ауыстыру
|
2,0
|
-
|
Төмен қысымды режимдегі (1,3 МПа) қазандық жұмысы
|
-
|
6,0
|
Қазандық жүктемесінің қолайлы 10%-да ауытқуы
|
-
-
|
0,2
0,5
|
КИП-ті басқару роежиміндегі құрылғыны сынақтан өткізу және оны эксплуатациялау
|
3,0
|
-
|
Қысымы Р=0,6 МПа болғанда будың 1 мм тесігі арқылы шығуы
|
-
|
3,³ кг у.т.
|
Газ тәрізді отынның әрбір 1000 м³ арналған қазандық күлінің жоғары жағындағы ауа қақпасы
|
17 кг у.т.
|
-
|
Қазандық шығысындағы су температурасының жоғарлауы
|
4
|
-
|
Қазақстан көмірлерінің ерекшелігі құндылығы төмен және күлділігі жоғары болады, ол органикалық отыннығң қолдану тиімділігін анықтайтын жағу технологиясын таңдап алуға жоғары талаптар қояды. Күлділігі жоғары күмірді пайдалану кезінде энергоқұрылғының қалдық шығыны мен қазандықтың қыздыру бетінің ластануы артады, тіптен түтіндік газды күлдер, күкірт оксиді мен азот қалдықтарына жол берілмейді. Көмірді дәстүрлі жағу кезіндегі осы кемшіліктерді жою күрделі және эксплуатационды шығындарға әкеледі.
Көмір технологиясының негізгі даму бағыты мыналар:
кететін газды толық тазартып, шаң тәрізді күйдегі көмірді жағу;
қайнау қабаты бар атмосфералық және атмосфералықтан төмен қысымдағыоттық;
құрама қондырғыларды кезекпен жанатын генераторлық газы бар көмірдің толық газофикациялануы;
көміраэразольдық отынды пайдалану.
Генератор құрылысының дамыған бағыттарының бірі жоғары өтімділік құбылысын қолдану болып табылады. Ресейде құрастырылған, қуаты 20 МВт болатын КТП-20 криотурбогенераторды қолданысқа енгізу электрэнергия шығынын ³ есеге және массогибритті көрсеткішті 2-2,5 есеге төмендетеді, тұну режиміндегі реактивті қуатты жоғарлатады.
Қазіргі уақыттарды ЖЭС пен ЖЭО-ларда Бутурбиналық қондырғылармен (БТҚ) қатар құрама сызбамен жұмыс жасайтын бугазды қондырғылар (БГҚ) кең етек жаюда. Газ турбиналы БГҚ-ның бірінші сатысында алғашқы энергия көзі жұмыс денесі ретінде табиғи газ қолданылады, ал жану өнімдері екіншілік жұмыс денсіне жатады. Екінші сатыдағы энергия көзі ретінде газ турбинасы қолданылады, ал жұмыс денесі ретінде бугенераторында өндірілетін бу қолданылады. ЖЭО-дағы осы сызбаны нақтылау кезінде жылудың әкелінетін орташа температурасы жоғарлайды, ал әкетілетін орташа температурасы төмендейді, бұл пайдалы жұмыстың өсуіне және электрэнергиясын өндіру мөлшерін 36-45-тен 38-55%-ға дейні арзандатуды қамтамасыз етеді. БГҚ-ға арналған өнімділігі әр түрлі қазандық – утилизаторын меңгеру отынды 20%-ға үнемдейді. Қазіргі уақытта әлемде қуаты 6,6-дан 972 МВт-қа дейін болатын БТҚ-ның 150 үлгісі қарастырылуда.
1 – компенсатор; 2 – жану камерасы; 3 – газ турбинасы; 4 – генератор; 5 – жылудың қазандық утилизаторы.
Сурет-3. Газотурбиналық қондырғының жоғары температуралы циклы.
1 – қазандық; 2 – бутурбинасы; 3 – генератор.
Сурет-4. Бутурбиналық қондырғының жоғары температуралы циклы.
Кесте-9. Қарапайым ауа салқындатқыш роторы және БТҚ-ы бар ГТҚ-ның үнемділігі.
Газдардың бастапқы температурасы,°С
|
1200
|
1300
|
1400
|
1500
|
Сығылу дәрежесі, МПа
|
13
|
15
|
17
|
20/25
|
ГТҚ-ның ПӘК-і, %
|
33
|
35
|
37
|
38,5/40
|
БТҚ-ның ПӘК-і, %
|
50
|
52
|
55
|
58/60
|
Ескірген құрылғыны монтаждайтын ұяшыққа жаңа қазандық орнату кезіндегі ЖЭО-ты қайта потенциалдау және техникалық қайта құру жағдаына сәйкес сапасы нашар көмірге арналған қатты отынды жағудың төмендегідей әдісі ұсынылады (11 – сурет).
1 – газ турбинасы; 2 – генратор; 3 – қазандық – утилизатор; 4 – бутурбинасы; 5 – генератор.
Сурет-5. Құрама цикл кезінде энергияның сатылы қолданысы
Көмір өнеркәсібінің негігі шығындары жер қыртсынан көмірдің жеткіліксіз мөлшерде алынуына, оның тасу кезінде болуына байланысты 2000 жылы «Испан – Кармет» шахтасындағы көмірдіөндіріп алу процесі кезінде 355 млн.м³ метан бөлінген, оның 41 млн.м³ мөлшері дегазацияланып, ал қалғаны атмосфераға шығарылған. Сондай-ақ 41 млн.м³ метаннан тек 12,5 млн.м³ мөлшері ғана утилизацияланған.
Энергияны үнемдеу үшін мыналар қажет:
–пленкалы жабын;
–брекитирлау технологиясы;
–метан – ауа қоспасын утилизациялауға арналған қондырғы;
–құрамында көмірі бар қалпақты түріндегі көмірді алуға арналған байытылған қондырғы;
–жер тасты газофикациялау орнында көмірді газофикациялау өнімін алу;
–ЖЭО-да су-көмірлі суспензияны қолдану (оны құбырөткізгіш арқылы жіберу темір жолымен тасымалдау шығынын 3-4 есеге және электрэнергияны өндіру бағасын 30-40%-ға төмендетеді).
–жер қыртысының төзімділігін 30-40%ға төмендететін беттік-белсенді затпен өңдеу көмір алудағы шығынды төмендетуді қамтамасыз етеді.
Көмідің шығатын орны – кешенді бағалы ресурстар мыналар: метан, көмір құрамындағы металл, шахталық сулар, жер асты кеңістгі, толықтай қолдануға қажетті жер қойнауындағы жылу.
Мұнай өндіретін және мұнай өңдейтін салалардағы энергоресурстардың шығындалуы мыналарға байланысты:
–жер қыртысынан мұнайды алудағы жоғары коэффициенттің болмауы;
–жұмыс жасап тұрған ұңғыманы төмен дәрежеде қолдану;:
–мұнай өңдеудің технологиялық процесіндегі тиімділігінің аздығы және ЕЭР-дің жеткіліксіз қолданысы.
Энергетикалық тиімділікті арттыру үшін мыналар қажет:
–мұнай қыртысына әр түрлі химиялық реагенттердің жоғары қысымдағы булардың, ыстық судың, сығылған газдың әсерін жетілдіру әдісі;
–диафрагмалы энергосорапты жәнеұзын жолы терең сорапты қондырғылары жүктелінген мұнай алушы құрылғыны меңгеру;
–газлифтты ұңғыманы автоматтандыру.
Энергия үнемдеу бағыттарының бірі мұнайды және жоғары күкіртті мазутты өңдеу.
Қазақстанда төмендегі себептерге байланысты газдың алғашқы энергетикалық потенциалы төмен деңгейде қолданылады:
–шығарылатын орынның құрылмы (көбі ұсақ категорияға жатады);
–газ өңдейтін зауыттардың қуатының жеткіліксіздігі;
–жолай газды өңдеудегі сала аралық стратегияның болмауы;
–экологиялық және ресурсты сақтау талаптарының әлсіздігі.
Өздік бақылау сұрақтары
1. Қазақстан энергия көздері қандай?
2. Энергетикалық қауіпсіздік дегеніміз не?
3. Өнеркәсібіпте энергияны үнемдеу қалай жүзеге асыруға болады?
4. Қазіргі уақыттарда ЖЭС пен ЖЭО-лар жағдайы.
5. Энергтикалық ресурстарды қолдану тиімділігін қалайша арттыруға болады?
Қолданылған оқулықтар
1. В.М. Фокин «Основы энергосбережения и энергоаудита» М.: «Изда-
тельство Машиностроение-1», 2006. -б 256.
2. Ю.В. Копытов «Экономия энергии в промышленности: Справочное пособие для инженерно-технических работников» -М.: Энергоатомиздат, 1983. –б 208.
3. О.Л. Данилова «Энергносбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» -М., «МЭИ», -б. 188.
Дәріс 6
Достарыңызбен бөлісу: |