SEKUNDARNA ENERGIJATehnologije proizvodnje sagorevanjem fosilnih goriv a

Primarna energije - grupe

Sekundarna energija

Sekundarna energija ili sekundarni izvori energije su izvori koji su raznim tehničkim postupcima transformacije dobijeni iz primarnih (npr. koks, briketi, obogaćeno nuklearno gorivo, benzin, lož ulje, električna struja, toplota itd).

Tim se procesima transformacije menjaju hemijski ili fizikalni pojavni oblici primarnih izvora, što je nužno jer se većina izvora, u obliku u kojem je dobijena iz prirode, ne može direktno koristiti.

Način pretvaranja energije goriva u elektri čnu

U gorivima se sagorevanjem/izgaranjem sa kiseonikom oslobađa unutrašnja hemijska energija koja se prenosi na molekule povećavajući njihovu kinetičku energiju. Time se povećava unutrašnja energija radne tvari, a zbog toga i temperatura. Kiseonik se gorivu po pravilu dovodi sa vazduhom u kome ga ima oko 21 % (volumenski postotak).

Uz gorivo i kiseonik , za početak procesa sagorevanja potrebno je osigurati i treći uslov, a to je temperatura zapaljenja . Zanimljivo je da se proces oksidacije (spajanje s kiseonikom) javlja na svim temperaturama pri čemu se oslobađa toplota, ali je kod niskih temperatura proces oksidacije tako spor da se odvođenje toplote lako ostvaruje. Kako se temperatura povisuje proces oksidacije, a ti me i osloba đanje toplote se intenzivira s naročitim ubrzanjem na temperaturi zapaljenja.

…

Potencijalna energija u obliku pare pod pritiskom vrti turbinu čime se dobija rotiraju ća kineti čka energija .

Sa turbinom je spregnut rotor generatora koji usled obrtanja stvaraobrtno elektri čno polje .

POTENCIJALNAENERGIJAGORIVA

TOPLINSKA ENERGIJA MEHANIČKA ENERGIJA ELEKTRIČNA ENERGIJA

generatorturbinaizgaranje

Princip rada termoelektrana

Glavni delovi jedne termoelektrane su: kotlovsko postrojenje, parna turbina, kondenzator i pumpa

u kojima se ostvaruje tzv. zatvoreni (desnosmeran) termodinami čki ciklus sa vodom kao radnim fluidom.

…

U kotlu sagoreva fosilno gorivo pri čemu se voda zagrejava i izlazi kao vodena para pod visokim pritiskom, i zatim ekspandira u turbinu sa kojom se dobija mehanička energija (rotaciono kretanje vratila). Na ovaj način se okreće rotor generatora gde se dobija električna energija. Nakon ekspanzije u turbini vodena para ide u kondenzator gde se utečnjava, a zatim pumpom se podiže pritisak i transportuje se u kotao. Kondenzator se hladi vodom iz sekundarnog kruga sa rashladnim tornjem preko kojeg se odaje toplota u okolinu.

…

Iz opisa radnog ciklusa termoelektrane proizlazi da se u njoj odvija nekoliko termodinami čkih procesa pri kojima se vrši transformacija energije sa jednog u drugi oblik, a prema drugom zakonu termodinamike ti procesi su uvek propra ćeni sa gubicima .

Tako, pri sagorevanju u kotlu hemijska energija goriva pretvara se u potencijalnu energiju (para pod pritiskom), koja se zatim u turbini pretvara u kinetičku, a u generatoru u električnu. Isto tako, gubitaka ima i u kondenzatoru i u pumpi za vodu.

Prema iskustvenim podacima samo 30 do 35% raspoložive energije goriva pretvara se u elektri čnu koja izlazi iz termoelektrane . Kod nekih novih termoelektrana sa modernijom tehnologijom ovaj procenat je nešto viši.

...

Ložište kotla

Vazduh

Gorivo

Gasovi izgaranjaU dimnjak

Zagrejačvode

Ispariva čkideo

Pregreja čpare

Pregrejanapara

Zasićena para Zasićena tekućina

Napojna voda

Prenositoplote

Prenositoplote

Prenosmase i energije u generatoru pare

…

Na izlazu od termoelektrane elekrična struja transformiše se u visoki napon da bi se izvršio prenos na većim rastojanjima, a zatim se transformiše u niži napon da bi se izvršila distribucija prema potrošačima. I pri prenosu i pri distribuciji javljaju se dopunski gubici elektri čne energije (oko 10%) .

…

Može se re ći da od 100% raspoložive energije goriva koja se troši u termoelektranama samo 20 do 25% stiže kao elektri čna energija ispred potroša ča.

Sagledavajući sve procese i gubitke pri proizvodnji električne energije, skupu opremu, održavanje, uloženi rad i sl., očigledno je da nema logike tu električnu energiju na kraju trošiti za grejanje prostorija da bi se održavala temperatura vazduha od 20 °C .

Povrh toga, pri sagorevanju fosilnih goriva u termoelektranama emituje se ogromna količina C02 koji je glavni "krivac" za efekt staklene bašte, odnosno klimatskih promena. A ukoliko nema instalisanih dopunskih filtara (i oni su skupi), vrši se i lokalno zagađenje životne sredine sa S02, NOx i drugim otrovnim materijama.

…

Elektri čna energija se može vrednovati kao jedan vid "najkvalitetnije" energije ili "najorganizovaniji oblik" energije zato što se može koristiti za sve namene .

Kao suprotan primer može se uzeti toplotna energija sadržana u vodi na temperaturi od 50 °C, ona može da se koristi samo z a sanitarne potrebe i eventualno za niskotemperaturno grejanje prostorija.

Elektri čnu energiju treba koristiti samo kod onih namena gde s e funkcija ne može ostvariti drugim oblikom energije . Takvi primeri su: električno osvetljenje, aparati za domaćinstvo, televizori, kompjuteri, kancelarijska oprema, elektromotori, oprema za proizvodnju, specifična tehnologija proizvodnje i dr.

Pretvaranje energije i stepen iskoriš ćenja

Sva goriva u širokoj upotrebi u svetskoj energetici odaju energiju u obliku toplote, najčešće procesom sagorevanja (osim nuklearnog goriva i gorivnih ćelija).

Problem

Toplota nije oblik u kom se potpuno iskoristi potencijalna (hemijska) energija goriva.

Toplota može biti opasna ako izmakne kontroli, nezgodna je za transport, retko se direktno koristi za druge svrhe osim za zagrevanje prostora.

…

Elektrana, kako god dobro projektovana i izgrađena, ne može potpuno (100%) da iskoristi toplotu za pretvaranje u mehanički rad (gubici zbog trenja pokretnih delova i gubici zbog propuštanja na brtvama - manje značajni).

Glavna poteško ća je u sledećoj činjenici:maksimalni stepen iskoriš ćenja elektrane kojim pretvara toplotu u mehanički rad zavisi od razlike temperatura –najviše temperature na koju se para pregrejava (Tnv) do najniže temperature do koje se hladi vodena para u kon denzatoru (Tnn) . Tada je stepen iskorišćenja

( )NV NN

NV

T T

Tη

−=

…

Dobro konstruisane elektrane na fosilna goriva rade u temperaturnom rasponu Tnv=550°C i Tnn=30°C .

Tada je η = (823 K – 303 K)/(823 K) = 0,63.

Vrednost 0,63 je maksimalni teoretski stepen iskoriš ćenja za date uslove rada (550°C – 30°C) , što znači da se u najboljem slučaju tek 63% toplote odate sagorevanjem/izgaranjem goriva pretvori u mehanički rad.

Ostatak energije se utroši (izgubi!) kroz zagrejavanje rashladne vode i trenje.

…

...

Tip i vrstu termoelektrane na fosilno gorivo određuju sledeći faktori:Vrsta proizvedene energije (TE ili TE-TO)Vrsta korišćenog goriva

Tip osnovne turbine (parna ili gasna)

Nivo parametara pare (dokritični ili nadkritični)Instalisana snaga

Tehnološka struktura (blok i neblok šema)

Vrste hlađenja (protočno ili povratno hlađenje)Stepen opterećenja i korišćenja snage

Bazne - više od 6000h rada godišnje

Polubazične - 4000-6000h rada godišnjePoluvršne 2000-4000h rada

Vršne - manje od 2000h rada

Termoelektrane na čvrsta goriva

Ove TE se sastoje od blokova gde svaki blok predstavlja nezavisnu celinu, odnosno svaki blok je nezavisna TE.

Jedan blok čine kotao-turbina-generator i transformator.

…

Termoelektrane na te čna goriva

To su TE sa gasnim turbinama . Malo ih ima jer koriste skupa tečna ili gasovita goriva (mazut, naftu ili prirodni gas) i gasne turbine imaju niži stepen iskoriš ćenja od parnih turbina.

Ove TE se sastoje od komore za sagorevanje, gasne turbine , kompresoravazduha i električnog generatora . Radni fluid kod njih je vreli gas koji

se dobija sagorevanjem goriva pomešanog sa vazduhom. Kompresor vazduha usisava vazduh iz atmosfere, sabija ga i predaje komori za sagorevanje. Gorivo se takođe uvodi u komoru za sagorevanje kao tečno ili gasovito. Topli sagoreli gasovi dovode se u gasnu turbinu, tu se šire i pokreću lopatice rotora turbine.

Za pokretanje ovog postrojenja potreban je asinhroni motor za kompresor vazduha jer se samo pomoću njega može postići visok pritisak vazduha potreban za rad ove TE. Ovaj motor je na istoj osovini sa generatorom, turbinom i kompresorom.

…

I ove TE se sastoje iz nezavisnih blokova. One mogu biti:

1. sa zatvorenom ciklusom (koriste teška tečna goriva (mazut ) a radni fluid im je vazduh i vrlo su retke),

2. sa otvorenim ciklusom (koriste naftu i gas a radni fluid im je vazduh).

Termoelektrane sa kombinovanim ciklusom

To su TE koje koriste i gasne i parne turbine. Toplotna energija vazduha koja se ne može iskoristiti u gasnoj turbini se koristi za proizvodnju vodene pare u rekuperacionom generatoru pare .

Termoelektrane – toplane

One služe za kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije. Električna energija se dobija pomoću sinhronih generatora koje pokreću gasne ili parne turbine. Toplota se dobija iz niskotemperaturne vodene pare ili tople vode pod pritiskom koja se toplovodima šalje do korisnika.

Nuklearna elektrana

Nuklearna elektrana je vrsta termoelektrane koja kao izvor energije koristi toplotu dobijenu fisijama nuklearnog goriva u (barem jednom) nuklearnom reaktoru. Kao i u većini ostalih termoelektrana, dobijena toplota se koristi za proizvodnju pare koja pokreće parnu turbinu spojenu na električni generator.

Razlikuju se od termoelektrana po tome što umesto kotla imaju reaktor .

Glavni delovi reaktora su: telo reaktora, reflektor, sistem za hlađenje, sistem za regulaciju i sistem zaštite.

U nuklearnim elektranama koriste se dva tipa nuklearnih reaktora:- reaktori sa sporim termičkim neutronima i- reaktori sa brzim neutronima (brideri).

...

...

Ako je fisiono gorivo pomešano sa nekim usporiva čem (moderatorom) takav reaktor se naziva spori ili termalni.

Ako nema usporiva ča onda je to brzi reaktor.

Kao moderator se najčešće koristi grafit, teška voda ili obična voda. Iz reaktora se toplota odvodi pomoću vode, gasa (CO2) ili istopljenog metala (Na, legure Na i Sn).

Održavanjem granične struje neutrona održava se lančana reakcija. Pomoću šipki od kadmijuma reguliše se struja neutrona.

...

1 — gorivi elementi od prirodnog ili oboga ćenog urana;2 - moderator ili usporiva č neutrona3 — ulaz rashladne vode ili CO2;4 — izlaz pare ili vrele vode ili CO2;5 — reflektor od materijala sa lakim jezgrima;6 — regulacione šipke od kadmijuma ili bora koji lako apsorbuju neutrone7 — reaktorski sud pod pritiskom;8 — oklop od teškog betona — biološki štit

Kotlovi

Parni kotao je deo energetskog, industrijskog ili toplotnog postrojenja u kome se toplota oslobođena sagorevanjem pogonskog goriva predajevodi koja se pretvara u vodenu paru i na izlazu iz kotla ima određenu temperaturu i pritisak.

Osim vode mogu se koristiti i druge materije, hemijska jedinjenja i razna termička ulja otporna na visoke temperature. Kako se najčešće koristi voda kao radni fluid, osnovna korisna toplota koja se dobija iz kotla: para ili topla voda.

Mogu biti na:Prirodni gasUgaljMazutBiomasuElektričnu energiju (retko u industriji)

…

Parni kotao je deo kompleksnog energetskog, procesnog ili toplotnog sistema u kom se hemijska energija goriva pretvara u energiju vodene pare. Vrste energija koje se javljaju u parnim kotlovima prilikom pretvaranja energije su:

Hemijska energija goriva čija količina zavisi od hemijskog sastava goriva,

Toplotna energija dimnih gasova koji nastaju procesom sagorevanja/izgaranja,

Energija vodene pare traženih karakteristika (pritisak, temperatura), Toplotna energija vode ako se radi o toplovodnim kotlovima.

...

Klasifikacija kotlova prema nameni :

•Energetski kotlovi ili generatori pare uglavnom u termoelektranama. Oni su najveći po jediničnoj snazi, a po ukupnoj instalisanoj snazi nadmašuju ukupnu snagu ostalih kotlova.•Industrijski kotlovi služe za snabdevanje raznih industrijskih tehnoloških procesa parom.•Toplifikacioni kotlovi snabdevaju parom ili vrelom vodom stambene zgrade, blokove ili čitava naselja, kao i industrijske i druge objekte u cilju grejanja, a često i obezbeđenja sanitarne tople vode.•Kotlovi utilizatori namenjeni su za koriš ćenje otpadne toplotne energije , potpuno ili delimično sagorelih produkata sagorevanja iz procesa u industriji, petrohemiji, crnoj i obojenoj metalurgiji i dr.

...

Kotao može biti:•Vrelovodni•Toplovodni kotao•Parni kotao

…

Činioci koji uslovljavaju različitost u gradnji, odnosno u određivanju tipova i izvedbi parnih kotlova, jesu:

− kapacitet parnih kotlova, − temperatura pregrejanja pare, − prostorni smeštajni zahtevi, − zahtevi higijensko-tehničkih propisa (čišćenje dimnih gasova), − zahtevi regulacije i automatike parnih kotlova, − zahtevi zaštite životne sredine itd.

Turbine

Turbina je rotacioni mehanički uređaj koji pretvara energiju toka fluida u koristan rad. To je turbomašina sa bar jednim pokretnim delom koji se naziva rotor a sačinjavaju ga vratilo ili bubanj sa pričvršćenim lopaticama. Strujanje fluida deluje na lopatice tako da se one okreću i saopštavaju rotoru kinetičku energiju

Turbine mogu biti:• Parne turbine (kondenzacione i protiv pritisne)• Gasne turbine (zatvoren i otvoren ciklus)• Kombinovano postrojenje parne i gasne turbine

•Industrijske turbine služe za istovremenu proizvodnju tehnološke pareili korisne toplote i električne energije ili mehaničke energije.

Parna turbina

Parna turbina je mehanička sprava koja izdvaja termalnu energiju iz pare pod pritiskom i pretvara je u koristan mehanički rad. Pripada grupi toplotnih motora, poput motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS) i parne mašine, koji pretvaraju toplotnu energiju u mehanički rad. Sa druge strane, parna turbina spada u grupu turbomašina zajedno sa pumpama, ventilatorima, hidrauličnim i gasnim turbinama i turbokompresorima. Uži deo ove grupe predstavlja grupa toplotnih turbomašina koju čine parne i gasne turbine i turbokompresori.

Parne turbine se koriste za pogon brodova, raznih mašina pri procesima u industriji - pumpi, kompresora, mlinova itd., ali najviše se koriste u energetici za pokretanje električnih generatora u elektranama.

Visok stepen korisnosti postrojenja, velikih snaga, veliki odnos snage prema masi mašine, sigurnost u pogonu, visok stepen automatizacije neki su od razloga da parna turbina i danas zauzima vodeće mesto u proizvodnji električne energije.

...

Dobijanje rada u toplotnim motorima se odvija pomoću radnog tela - fluida (gasa, pare odnosno tečnosti ili mešavine), čijim se promenama stanja u toku procesa od dovedene toplote finalno dobija mehanički rad.

Opšte gledano, svaki termodinamički ciklus toplotnog motora se sastoji iz sabijanja radnog tela, dovo đenja toplote , širenja radnog tela (pri čemu se dobija rad) i odvo đenja jednog dela toplote .

Naravno, za sabijanje radnog tela na početku procesa potrebno je uložiti neki rad. Najjednostavnije je ako se jedan deo dobijenog rada na kraju procesa uloži u to sabijanje, što ostavlja višak, koristan neiskorišćeni rad za pokretanje neke mašine.

...

Para se u turbini prerađuje u jednom ili više koraka i pri tome se u svakom koraku iskoristi jedan deo njene energije. Ovo se obavlja u stupnjevima turbine.

Stupanj turbine čine nepokretna rešetka pretkola, pričvršćena za kućište i pokretna rešetka radnog kola, spojena sa vratilom.

Pod rešetkom se podrazumeva veći broj identičnih aeroprofila postavljenih na istom međusobnom odstojanju.

Kod turbomašina se misli na kružne rešetke, gde su lopatice (aeroprofilna tela) postavljene osnosimetrično.

Lopatice radnog kola zajedno sa vratilom čine rotor koji se oslanja na ležišta.

Diagram: 2-step steam turbine after Parsons (1883). This turbine possesses two impellers and an idler in the center.

...

Gasna turbina

Gasna turbina je rotaciona mašina koju pokreće energija toka gasa proizvedenog sagorevanjem goriva. Na prednjem kraju, gasna turbina ima kompresor a na zadnjem turbinu, dok su komore za sagorevanje između kompresora i turbine.

...

Naziv "gasna turbina" nije baš najsrećnije izabran, jer neupućene asocira na turbinu koja koristi gas kao gorivo, što uglavnom nije tačno.

Taj termin se koristi kod turbina koje pogone brodove i generatore električne struje, mada se koriste i termini "turbo-osovinska mašina" ili "combustion turbine" što bi se prevelo kao "turbina sa sagorevanjem"

dok se u avijaciji uglavnom koriste termini "jet engine" - "mlazni motor","jet turbine engine" - "mlazni turbo motor" i "prop jet" - "mlazni propulzor" (u varijanti kada turbinska osovina pogoni propeler aviona ili elisu helikoptera).

Prednosti i mane gasnih turbina

Prednosti gasnih turbina u odnosu na ostale pogonske mašine su:- veoma visok odnos snaga/težina;- manji gabariti u odnosu na ostale pogonske mašine iste snage;- kretanje u samo jednom pravcu, sa mnogo manje vibracija;- manje pokretnih delova;- manji radni pritisak;- veća radna brzina;- manja cena podmazivanja i manja potrošnja ulja.

Osim nabrojanih prednosti, gasne turbine imaju i određene nedostatke kada ih poredimo sa ostalim pogonskim mašinama:- visoka cena;- manji koeficijent korisnog dejstva, posebno na nižim režimima rada i praznom hodu;- duže vreme potrebno za startovanje;- slabiji i sporiji odziv na zahtev za promenom radnog režima.

Kondenzator

Kondenzator je klasični izmenjivač/razmenjivač toplote koji „vraća“ paru natrag u tečno stanje, nakon što ekspandira u turbini.

Kondenzat se pumpama vraća natrag u proces. Pritisak u klasičnom kondenzatoru je izuzetno mali (podpritisak – oko 0,045 bara). Pošto je kondenzator izmenjivač toplote potrebno je osigurati i medijum kojem će se ta toplota predati kako bi se para ohladila do temperature kondenzata. Upravo zbog toga su termoelektrane smeštene pored velikih vodenih površina kako bi se osigurao medijum koji će preuzimati svu tu toplotu.

Naravno postoji mogućnost da termoelektrana radi dvofazno, odnosno kao i toplana. Tada se ta para može odvoditi vrelovodima i služiti kao grejanje .

…

Pumpe

Pumpe su hidrauličke mašine koje prenose energiju natečnost/tekućine, koristeći mehanički rad pogonske mašine.• To je uređaj koji se upotrebljava da prebacuje tekućine ilimuljevite materije.• Pumpa pomera tečnost sa strane nižeg pritiska na viši pritisak, arazliku u pritiscima savladava dodajući energiju sistemu.• Pumpe koje kao radni medijum imaju gasove/plinove nazivaju seuglavnom kompresori, osim u slučajevima primene vrlomalog porasta pritiska (npr. grejanje, ventilacija, klimatizacija),gde se ugrađuju ventilatori .• Rad pumpe se upotrebljava da pomera medijum, bilo da ga dižeili pomoću sile komprimovanja.

...

Pumpe se pokreću na razne načine.• U početku su bile pokretane ručno ili snagom teglećih životinja.• Danas su uvedeni novi načini, a prevladava elektromotorni pogon ili pogon motorom s unutrašnjim sagorevanjem.• Ponegde se mogu naći i pumpe pokretane vetrenjačom.

Industrijski kotlovi

Toplota je potrebna za grejanje zgrada i za mnoge industrijske procese. Zamislite da se svaki pojedinačni proces ili zgrada moraju zasebno zagrevati. Zbog toga se potrebna količina toplote najčešće proizvodi centralno i distribuira preko sredstva

za transport toplotne energije, tzv. medijuma prenosnika toplote. Ovaj medijum prenosnik toplote transportuje se do potrošača toplotne energije, gde se toplota predaje potrošačima, a ohlađeni medijum prenosnik toplote ponovo se vraća do centralnog generatora toplote na ponovno zagrevanje.

Voda , odnosno vodena para kao medijumi prenosnici toplote poseduju mnoga povoljna svojstva, kao što je npr. velika apsorpcija energije i jednostavna mogu ćnost transporta . Ovi medijumi prenosnici toplote su svuda dostupni i ekološki su prihvatljivi. Temperatura ključanja vode pri atmosferskom pritisku relativno je niska. Ako se žele proizvesti temperature više od 100 °C , u tom slučaju medijum prenosnik toplote treba staviti pod pritisak , i na taj način povisiti temperaturu ključanja.

...

Industrijska kotlovska postrojenja mogu raditi sa znatno visokimpritiscima.

Proizvode se zavarivanjem od čeličnih limova debljine do 35 mm, zbog čega se mogu postići radni pritisci do 30 bara i viši.

Takođe je važna stabilna i robusna konstrukcijska izrada kotla - ako jedan takav kotao ne bi podneo radne pritiske , mogle bi nastati sile eksplozije uporedive sa snagom eksplozije jedne tone plasti čnog eksploziva .

...

Vrelovodni kotlovi, odnosno parni kotlovi su relativno identične konstrukcijske izrade. Pritisno telo kotla je ležeća cilindrična cev, s obe strane zatvorena komorama i po čitavom obimu toplotno izolovana.

U ovom pritisnom telu se nalazi plamena cev (1. promaja ) koja se zagreva pomoću gorionika,

a unutar nje je ugrađena obrtna komora koja preusmerava proizvode sagorevanja i vodi ih u 2. prolaz produkata sagorevanja.

Na prednjoj strani kotla nalazi se spoljna obrtna komora koja ponovo preusmerava produkte sagorevanja i vodi ih u 3. promaju cevi produkata, do kraja kotla.

...

...

Dimni gasovi najpre struje kroz komoru za sagorevan je, potom kroz zonu povratnog strujanja ponovo prema pr ednjoj strani i zatim dolaze u tre ći prolaz . Tako se redukuje vreme zadržavanja gasova sagorevanja u najtoplijoj zoni i smanjuje se stvaranje azot-oksida (NOx).

Tropromajni kotaoKonstrukcioni princip tropromajnog kotla doprinosi redukovanju emisija štetnih materija.

...

Vrelovodni kotlovi su tokom njihovog pogona u normalnom slučaju kompletno napunjeni vodom.

Parni kotlovi su međutim napunjeni vodom samo do 3/4 zapremine. Gornju četvrtinu zauzima prostor vodene pare.

Zbog ogromnih količina vode i vođenja produkata sagorevanja u više stepena, ovi se kotlovi nazivaju i 3-promajni blok kotlovi velikog vodenog prostora.

Srce postrojenja industrijskog kotla je vrelovodni ili parni kotao koji radi s određenom vrstom goriva. Kotao zagreva ili isparava vodu koja se u njemu nalazi, a koja se kroz sistem cevovoda transportuje do potrošača.

...

Za slučaj vrelovodnog kotla, energiju za transport vrele vode proizvode pumpe, dok se vodena para transportuje pod delovanjem sopstvenog, njoj svojstvenog pritiska.

Ohlađena voda, odnosno kondenzovana vodena para teče natrag do kotla gde se može ponovo zagrejati. Kako bi se sprečila korozija kotla, gubici vode moraju se kompenzovati svežom, hemijski obrađenom vodom.

Dimni gasovi koji nastaju sagorevanjem goriva odvode se kroz dimnjak u atmosferu.

Posebno efikasni sistemi dodatno koriste preostalu toplotu sadržanu u dimnim gasovima.

...

Industrijska vrelovodna kotlovska postrojenja su vrlo slična kotlovima za grejanje u domaćinstvima. Osnovna razlika je u tome da su ovi industrijski kotlovi znatno većih dimenzija, zbog čega je njihov efekat grejanja dovoljan ne samo za domaćinstva nego i za hotele, bolnice, nebodere, industrijske zgrade ili čitave gradske četvrti.

Pojedinačni primeri primene su znatno raznovrsniji pri korišćenju toplote za izvođenje procesa, koju proizvode postrojenja parnih kotlova. Ova kotlovska postrojenja za proizvodnju zasićene vodene pare koriste se u velikom broju grana industrije.

Prehrambena industrijaNamirnice se tokom prerade moraju često zagrevati ili kuvati. Logički se nameće zaključak da je ovoj industrijskoj grani potrebno obilje toplotne energije. Međutim, neki slučajevi primene vodene pare još su uvek začuđujući; dobar primer za to je prerada krompira.

...

Velike pritisne posude se pune hladnim krompirima, u koje se snažnim mlazom uduvava vrela vodena para. Ovaj nagli dovod toplote rezultuje ljuštenjem ljuske sa krompira, zbog čega nije više potrebno ručno ljuštenje.

PivareDobro je poznato da se kvalitetno i ukusno pivo sastoji od hmelja, slada i vode. Međutim, pre probanja, pivo mora proći složeni proizvodni proces: slad se melje i meša sa vodom. Ova mešavina se mora zagrevati do različitih temperatura u toku dva do četiri sata. Pretpostavljate uz pomoćkojeg medijuma prenosnika toplote se realizuje ovaj proces? Pomoću vodene pare prethodno proizvedene u parnom kotlu.

Zatim se dodaje hmelj i čitava mešavina se hladi. Nakon toga se dodaje kvasac koji pospešuje proces fermentacije, što ima uticaj na ukus piva. Zavisno od vrste, pivo još mora sazreti u trajanju do 3 meseca, nakon čega se može puniti u boce ili buriće.

... Efficiency of power plant

...

... Analysis of electric home heating using different primary energy sources

Once produced at the power plant, electricity needs to be transported to our homes. The efficiency of this operation is relatively high, say, about 90%. When it reaches our homes , electricity is converted to heat at 100% efficiency because this is a conversion of low-entropy energy to high-entropy energy . So the overall (system) efficiencies for the three cases considered are calculated as follows:

...

*

...

These results mean that in our homes we have available only 21, 19 and 9% of the chemical energy of natural gas, coal and petroleum, respectively. The rest is wasted. From this simple analysis, we can reach an important conclusion about the use of coal, oil and natural gas in power plants (if the efficiencies given in Figure are correct).

Primarily because of the low thermodynamic efficiency of oil extraction(35%, compared to 66 and 73% for extraction of coal and natural gas), it makes more (technical) sense to use coal or natural gas than to use oil. This is the conclusion that a utility executive would reach if he or she were concerned about the optimum allocation of fossil fuels.

...

Schematic (thermodynamic) representation of fuel preparation for use inan energy conversion device. Typical efficiencies are also included

Коrišćena literatura:

Parna turbina, sr.wikipedia.org/wiki/Parna_turbina

Combined cycle power plant , http://energythic.com/view.php?node=303

Natural Gas Power Plants Appear To Be The Future, http://cenvironment.blogspot.com/2012/07/natural-gas-power-plants-appear-to-be.html

Combined Heat and Power (CHP), http://www.ppsl-districtenergy.co.uk/combined-heat-power.htm

Steam turbines , http://library.thinkquest.org/C006011/english/sites/dampfturbine.php3

Condensers used in power plant, http://www.circuitmaniac.com/2008/09/20/condensers/

Tehnologija industrijskih kotlova za početnike, Bosch, http://www.bosch-industrial.com/files/BR_IndustrialBoiler_Beginners_rs.pdf

Efficiency of energy conversion, http://www.ems.psu.edu/~radovic/Chapter4 .pdf

* Materijal pripremljen za koriš ćenje u nekomercijalne obrazovne svrhe u skladu sa Članom 44. Zakona o autorskim i srodnim pravima - ("Sl. glasnik RS", br. 104/2009 i 99/2011)