Модернизация

Модернизация — это процесс замены старых электростанций на новые, которые имеют либо большую паспортную мощность , либо большую эффективность , что приводит к чистому увеличению вырабатываемой электроэнергии. ^[1] Восстановление мощности может происходить несколькими способами. Это может быть как отключение и замена котла, так и большая замена всей системы для создания более мощной системы. У переоснащения есть много плюсов.

Простой процесс замены старого на новый сам по себе выгоден, а также снижает затраты на поддержание работы завода. При меньших затратах и более высокой выработке энергии этот процесс чрезвычайно выгоден. ^[2]

Примеры

Энергия ветра

Сравнение трех разных поколений ветряков одного производителя. Слева направо: Enercon E-141 конца 2010-х, Enercon E-82 2000-х и E-40 1990-х. Чем больше ротор, тем медленнее и плавнее он вращается.

Модернизация ветряной электростанции означает замену старых, как правило, меньших по размеру ветряных турбин на новые, как правило, более крупные и более эффективные конструкции. Новые инновации в ветроэнергетических технологиях значительно увеличили выходную мощность новых турбин по сравнению со старыми конструкциями. За счет замены старых ветряных турбин новыми модернизациями увеличенный размер и эффективность новых турбин увеличат количество энергии, которая может быть произведена на данной ветряной электростанции. В США в 2017 году завершена модернизация ветроэлектростанций мощностью 2131 МВт. ^[3]

По данным исследования в Калифорнии ^[4] Потенциальные выгоды от модернизации ветряных электростанций путем замены старых турбин следующие:

Смертность птиц может быть снижена за счет установки меньшего количества более крупных ветряных турбин.
Снижение эстетических проблем до такой степени, что современные ветровые проекты считаются более привлекательными визуально, даже если они выше.
«Увеличение производства возобновляемой энергии благодаря более высоким средним коэффициентам мощности, типичным для новых ветроэнергетических установок».
Использование существующей инфраструктуры (например, дорог, подстанций), что приводит к снижению затрат на установку по сравнению с новыми проектами ветроэнергетики «с нуля».
«Использование новейшей технологии ветряных турбин, которая может лучше поддерживать электрическую сеть и обеспечивать лучшее качество электроэнергии».
Увеличение налоговой базы на местном уровне и уровне штата, а также положительные возможности трудоустройства в сфере строительства.

Такие страны, как Германия и Дания , в которых установлено большое количество ветряных турбин по сравнению с общей площадью их территории, прибегли к замене старых турбин, чтобы увеличить мощность и выработку ветровой энергии. ^[5] Мощность и использование ветряных электростанций возросли с 1990-х годов.

В Калифорнии есть много устаревших ветряных турбин, которые было бы эффективно заменить, но, похоже, отсутствует экономический стимул для замены многих объектов. Многие турбины меньшего размера в Калифорнии были построены в 1980-х годах с паспортной мощностью 50–100 кВт, что в 10–40 раз меньше паспортной мощности средней современной ветряной турбины. ^[4] Хотя многие препятствия продолжают препятствовать быстрой модернизации ветроэнергетических проектов, основным препятствием является просто то, что многие существующие, стареющие ветроэнергетические установки в краткосрочной перспективе более прибыльны при продолжении эксплуатации, чем они могли бы быть, если бы они продолжили модернизацию с использованием новых ветряных турбин. ^[6]К 2007 году Калифорния модернизировала 365 МВт ветряных электростанций, что составляет лишь 20% от потенциальной ветровой мощности в 1640 МВт, которую можно было бы модернизировать. ^[4]

Угольная электростанция на газ

Благодаря новым экологическим нормам в США угольные электростанции устаревают. Около трех четвертей угольных электростанций закрываются. ^{[ нужна ссылка ]} Краткосрочные варианты включают вывод станции из эксплуатации или быстрый перевод котла на прямое сжигание природного газа. Переоборудование этих старых угольных электростанций в газовые котлы. По оценкам, до 30 гигаватт (ГВт) существующих мощностей по производству электроэнергии в США могут быть потеряны из-за закрытия электростанций из-за новых правил Агентства по охране окружающей среды США (EPA). Можно было бы сэкономить 20 процентов капитальных затрат вместо строительства совершенно новых электростанций, основанных, как изучало EPRI.

Конфигурация этих станций предполагает замену старого угольного котла на газовую турбину (ГТ). Газовая установка отводит отработанное тепло в парогенератор-утилизатор (HRSG). Выходная мощность парогенератора-утилизатора поступает в паровую турбину, что увеличивает выработку электроэнергии и общую эффективность установки. Технология газовой турбины (ГТ) и парогенератора-утилизатора (HRSG) использовалась во многих проектах модернизации за последние 20 лет только в Соединенных Штатах. С ужесточением экологических норм правительства США и снижением цен на топливо использование GT/HRSG стало возможным при обновлении многих старых угольных теплоэлектростанций. Эти современные газовые турбины работают с более высоким КПД, а добавление парогенератора-утилизатора тепла (HRSG) повышает общую эффективность установки на 40–50 процентов (HHV) по сравнению с большинством угольных электростанций, сокращая расход топлива и снижая выбросы станции. Корпорация Siemens также использует эту технологию, объединяя газовую турбину (GT) в сочетании с парогенератором-утилизатором (HRSG) с паровой турбиной (ST) и электростанциями с комбинированным циклом для создания наиболее эффективных мощностей по производству электроэнергии. Существующие установки с прямым нагревом могут использовать эту усовершенствованную концепцию цикла путем добавления газовой турбины и котла-утилизатора. Эта так называемая схема модернизации делает существующую электростанцию такой же эффективной, как и современную электростанцию комбинированного цикла.

Корпорация Siemens разработала два способа обеспечения энергией этих старых угольных электростанций. Первый вариант называется «Полное питание», а второй — «Параллельное питание». Полная мощность используется только на старых установках, поскольку срок службы котлов истек. Полная мощность заменяет исходный котел и добавляется газовая турбина (ГТ) и парогенератор-утилизатор (КУП). По сравнению с концепцией полной замены мощности, эта схема замены мощности обеспечивает несколько меньшую эффективность. Благодаря двум независимым источникам пара для паровой турбины эта концепция обеспечивает более высокую гибкость использования топлива, а также большую гибкость в отношении изменений нагрузки. ^[7]^[8]Примером проекта модернизации является модернизация завода Fluor в Сьюарде. Это была угольная электростанция мощностью 521 МВт. Завод сжигает отработанный уголь . Проект заключался в демонтаже трех существующих котлов, работающих на пылеугольном топливе, и установке двух новых котлов CFB с технологией Clean Coal Technology с серьезными изменениями, такими как установка двух котлов Alstom CFB вместе с паротурбинным генератором Alstom. Эта электростанция в настоящее время является крупнейшим производителем угольных отходов в мире мощностью 521 МВт. Он работает на 11 000 тонн отработанного угля в день.

^[9]^[10]

См. также

Список проектов по хранению энергии

Ссылки

^ «Ремощечение» . Энергетические партнеры. 11 декабря 2009 г. Проверено 3 октября 2010 г.
^ Лоусон, Джеймс (7 июня 2013 г.). «Регенерация дает новую жизнь старым ветроэнергетическим объектам» . Проверено 14 ноября 2014 г.
^ «Отчет о рынке ветровых технологий за 2017 год» (PDF) . Министерство энергетики США. 2017 . Проверено 15 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Предварительное исследование экономики решений по модернизации ветроэнергетических проектов в Калифорнии» (PDF) . KEMA, Inc., август 2008 г. Проверено 15 апреля 2019 г.
^ Фэрли, Питер (январь 2009 г.). «Европа заменяет старые ветряные электростанции: больше энергии от меньшего количества турбин большего размера» . IEEE-спектр . Проверено 3 октября 2010 г.
^ Калифорнийская энергетическая комиссия. (2006). Заявка на сертификацию проекта модернизации залива Гумбольдт. Сан-Франциско, Калифорния]: CH2M Hill. http://www.energy.ca.gov/2008publications/CEC-300-2008-004/CEC-300-2008-004.PDF
^ Джефф Брем, Научно-исследовательский институт электроэнергетики (февраль 2014 г.). «Переоборудование газом» . Pennwell Power Site-Power Engineering . Проверено 13 ноября 2014 г.
^ «Ремощечение» . Февраль 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.
^ «Проекты» . Мука . Ноябрь 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.
^ «Ремощечение» . Февраль 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.

[1] «Ремощечение» . Энергетические партнеры. 11 декабря 2009 г. Проверено 3 октября 2010 г.

[2] Лоусон, Джеймс (7 июня 2013 г.). «Регенерация дает новую жизнь старым ветроэнергетическим объектам» . Проверено 14 ноября 2014 г.

[3] «Отчет о рынке ветровых технологий за 2017 год» (PDF) . Министерство энергетики США. 2017 . Проверено 15 апреля 2019 г.

[CAscoping-4] Jump up to: ^а ^б ^с «Предварительное исследование экономики решений по модернизации ветроэнергетических проектов в Калифорнии» (PDF) . KEMA, Inc., август 2008 г. Проверено 15 апреля 2019 г.

[5] Фэрли, Питер (январь 2009 г.). «Европа заменяет старые ветряные электростанции: больше энергии от меньшего количества турбин большего размера» . IEEE-спектр . Проверено 3 октября 2010 г.

[CAEC-6] Калифорнийская энергетическая комиссия. (2006). Заявка на сертификацию проекта модернизации залива Гумбольдт. Сан-Франциско, Калифорния]: CH2M Hill. http://www.energy.ca.gov/2008publications/CEC-300-2008-004/CEC-300-2008-004.PDF

[7] Джефф Брем, Научно-исследовательский институт электроэнергетики (февраль 2014 г.). «Переоборудование газом» . Pennwell Power Site-Power Engineering . Проверено 13 ноября 2014 г.

[8] «Ремощечение» . Февраль 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.

[9] «Проекты» . Мука . Ноябрь 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.

[10] «Ремощечение» . Февраль 2014 года . Проверено 13 ноября 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]