Soojusvoogupank – Komponendid tööpõhimõte ja asukoha valik

Mis on soojusenergia elektrijaam?

Energia säilitamise seadus ütleb, et energia ei saa luua ega hävitada; selle asemel võib seda vaid ühest vormist teiseks teisendada. Eriti elektriline energia võib tuua mitmest energialähte. Suurte mahu elektrilise energia tootmiseks mõeldud objekte tavaliselt nimetatakse elektrijaamadeks või elektrijaamadeks.

Soojusenergia elektrijaam on selline elektrijaam, mis teisendab soojuse energia elektriliseks energia. Soojuse energia nende jaamade jaoks võib pärit olla mitmest allikast, sealhulgas süsi-eeskivi, diiselkütust, biokütuste, päikeseenergiast ja tuumenergiast. Kuigi termiin "soojusenergia elektrijaam" tehniliselt hõlmab erinevate soojuse allikate kasutamist, on see tavaliselt seostatud süsi-eeskiviga, mille abil genereeritakse soojus. Sellisena on soojusenergia elektrijaamad tuntud kui traditsioonilised elektri tootmisüsteemid. Neid nimetatakse mõnikord ka aehiturgiga elektrijaamadeks või süsi-eeskivi elektrijaamadeks, mida iseloomustab peamine kütusallikas ja põhiline energia-teisendamismeetod.

Soojusenergia elektrijaama töö

Soojusenergia elektrijaamad töötavad Rankine tsükli alusel, mis on põhiline termodünaamiline tsükkel, mis teisendab soojuse mehaaniliseks tööks, mida kasutatakse elektri tootmiseks. Järgmine ühesõnaline diagramm või asukohaldisus soojusenergia elektrijaamast pakub visuaalset esitlust selle operatiivsetest komponentidest ja protsessidest.

Soojusenergia elektrijaama sisemine töö ja komponendid

Operatiivne protsess

Soojusenergia elektrijaamad nõuavad suurt kogust kütust, tavaliselt süsi-eeskivi. Olles vajalik suur kogus, transportitakse süsi-eeskivi tavaliselt rongidega ja salvestatakse spetsiaalsesse kütusevaruhoidlas. Alguses on raak-süsi-eeskivi liiga suur, et seda otse ketelas kasutada. Selle lahendamiseks viiakse see purustitavasse seadmesse, mis vähendab seda väiksemaks, paremini kättesaadavaks enne kui see viiakse ketelas.

Lisaks süsi-eeskivile on vaja suurt kogust vett kesta tootmiseks ketelas. Enne süsteemi sisseviimist läbib vesi erinevatel filtreid, et eemaldada impuriteed ja lahustunud õhk, tagades selle puhtuse. Korrastatud vesi juhitakse ketela trommile. Ketela trommis üleandatakse süsi-eeskivi palamisega toodud soojus veele. Tulemuseks on vee faasi muutus ja see muutub kestaks.

Toodetud kest on kõrge rõhu ja temperatuuri, mis teeb selle sobivaks elektri tootmiseks. See kest suunatakse superkütja, kus seda kuumatatud veelgi, et suurendada selle soojuse energia. Superkuuma kest suunatakse siis turbiini lehel. Kuna kest kulgeb turbiini lehel, siis selle soojuse energia teisendatakse turbiini poolt mehaaniliseks keerlemiseks.

Turbiin on mehaaniliselt ühendatud alternatoriga ühise telje kaudu. Kui turbiin keerleb, siis see käivitab alternatori rotorit. Alternator omakorda teisendab selle mehaanilise energia elektriliseks. Et eduka tarbijatele levitada toodetud elektrilist energia, viiakse see transformatoriga, mis tõstab pinget. Kõrgepingeline elekter viiakse edasi transmissiooniliinide kaudu, et jõuda lõpp-tarbijateni või laadideni võrgus.

Pärast turbiini läbimist, kus kest on madalamal rõhul ja temperatuuril, suunatakse see kondenseerijasse. Kondenseerijas ringlevdab külm vesi kesta ümber, mille tulemuseks on selle ümbermuutumine vedelikuks. See kondenseerimisprotsess vabastab kesta jäänud soojuse, mille tulemuseks on selle rõhu ja temperatuuri vähendamine. Vee taastamisel sel moel paraneb elektri tootmise tsükli efektiivsus.

Kondenseeritud vesi pompatakse tagasi ketela, valmistamisvee pompe abil, et see oleks valmis uuesti kuumatamiseks ja kesta muutmiseks, lõpetades tsükli. Samal ajal eemaldatakse süsi-eeskivi palamise käigus tekkinud tuhka ketela ahju. Tuha asjakohane likvideerimine on oluline, et vältida keskkonnakahju. Lisaks, süsi-eeskivi palamise käigus ketelas tekkinud tuhkeained väljastatakse atmosfääri kaudu piipu kaudu.

Olulised komponendid

Soojusenergia elektrijaam koosneb mitmest integreeritud komponendist, mis töötavad koos, et aidata elektri tootmisprotsessi:

• Ketel: soojusenergia elektrijaama süda, kus toimub süsi-eeskivi palaminen, ja soojus üleandatakse veele, et luua kest.

• Turbiin: teisendab kõrge rõhu kesta soojuse energia mehaaniliseks keerlemiseks.

• Superkütja: tõstab ketelas toodetud kesta temperatuuri, suurendades selle energia sisaldust efektiivsema elektri tootmise jaoks.

• Kondenseerija: kondenseerib turbiinist tulnud kesta taas veeks, taastades soojuse ja säilitades tsükli efektiivsust.

• Ökonominiku: eelkütta veed flue gaaside soojusega, vähendades ketela üldist energiatarvet.

• Valmistamisvee pomp: tsirkuleerib kondenseerijast tagasi ketela, tagades jätkuvat tarbimist kesta tootmiseks.

• Alternator: teisendab turbiinist saadud mehaanilise energia elektriliseks, mida saab levitada võrgu kaudu.

• Piip: disperseerib süsi-eeskivi palamise käigus tekkinud flue gaase atmosfääri kaudu kontrollitud moel.

• Jahutusküla: aitab jahutada kondenseerija kasutatavat vett, lubades selle taaskasutada ja uuesti kasutada elektri tootmisprotsessis.

Komponendid, asukoha valik ja soojusenergia elektrijaamade efektiivsus

Soojusenergia elektrijaamade olulised komponendid

Ketel

Pulveriseeritud süsi-eeskivi, mis on kaasas eelkütetud õhuga, viiakse ketela, mis on põhiline komponent kõrge rõhu kesta tootmiseks. Selle peamine funktsioon on teisendada süsi-eeskivi kemiaenergia soojuse energiaks palamise käigus. Kui süsi-eeskivi palub ketelas, siis see tekitab intensiivset soojust, mis on piisav vee muutmiseks kestaks. Ketela suurus määratakse otse soojusenergia elektrijaama soojuse nõudlusest. On mitmeid erineva disainiga keteli, mida kasutatakse soojusenergia elektrijaamades, sealhulgas Haycock ja wagon top ketlid, firetube ketlid, silindrilised fire-tube ketlid ja vee-tube ketlid, igaüks oma disaini ja operatsioonide eeliste saanud.

Turbiin