Termika Eleberriko Planta – Osagaiak, Lanerako Prozesua eta Kokalekuntza
Zer da Termiko Energiaren Planta?
Energia gordailarrezko legeak ezartzen du energia ezin dela sortu edo hondarrik, bestela bai aldatu modu batetik beste batera. Bereziki, elektrikoa den energia askotariko iturrietatik lor daiteke. Elektrizitate handi - eskalara eratzeko zehaztu dituzten instalazioak gehienbat energetikoen planta edo estazio derituzte.
Termiko energia erantzuneko planta energia termiko bat elektriko bihurtzeko aukeratutako instalazio mota da. Hainbat iturri desberdinetatik, hura barreiatik, gasoilera, biokutxetara, eguzkienergiara eta nuklearra, hauxeekin planten energia termikoak jaso daitezke. "Termiko energia erantzuneko planta" terminoak teknikoki hainbat iturri termiko erabiltzen dituzten plantak kontuan hartzen ditu, baina gehienetan karbonilla erabiliz gertatzen diren plantekin lotuta dago. Hortaz, termiko energia erantzuneko plantak sistema tradizionalak dira. Aldiz, ur - turbinako energia erantzuneko plantak edo karbonillari esker erantzuneko plantak ere deitu ohi dira, izen horiek erdigai nagusia eta energia - konbertsio mekanismoa adierazten baitute.
Termiko Energiaren Planteen Funtzionamendua
Termiko energia erantzuneko plantak Rankine zikloaren gainean funtzionatzen dira, kaloria mekanikora aldatzeko oinarriko termodinamikoko zikloa, oraino elektrizitatea erantsi ahal izateko. Hurrengo diagrama grafiko edo layout bat termiko energia erantzuneko plantaren osagai eta prozesu enplegatzaileak ikusi ahal ditugu.
Termiko Energiaren Planteen Barne Funtzionalitatea eta Osagaiak
Funtzionalitate Prozesuak
Termiko energia erantzuneko plantak behar duten kantitate handia, gehienetan karbonilla. Kargu handia denez, karbonilla trenen bidez eraman eta kokapen espetsializatu batean gorde egiten da. Lehenik, karboniloa txikiago eta manejagarriago bihurtzeko makinari sartzen da, ondoren boiler-ra bidaltzen da.
Karbonilloaren ondoren, ur handia behar da boiler-en ura erantzun. Sistemara sartu aurretik, ura tratamendu egiten da. Urak pasatzen ditu filtro anitzak, garbiketa eta disolbatutako airea kendu ahal izateko. Tratamendu ondoren, ura boiler drum-ra bidaltzen da. Boiler drum-en barnean, karboniloko ekintza thermikoa urari eramateko erabili daiteke. Horrela, ura fasen aldaketarako bihurtuko da.
Erantzun ura presio altu eta tenperatura altuak, elektrizitatea erantzun arteko aukerak. Urea superheater-ra bidaltzen da, non tenperatura gehiago ematen zaio. Superheated ura ondoren turbine blade-etara bidaltzen da. Ura turbine blade-etan igaro ahala, kalori termikoak mekanikoki biraketa-energia bihurtzen da turbinek.
Turbina mekanikoki konektatuta dago alternator bati, axela batez. Turbina biratzen denean, alternatorren rotorra mugitzen du. Alternatorrek, bere berriz, mekanikoki elektriko bihurtzen du. Elektrizitatea efizienteki transmititzeko, transformadore baten bidez igotzen da, non tensioa altuagoa egin daiteke. Tensio altua duen elektrizitatea ondoren transmititzen da lineetatik, erabilgarri izango diren puntuetara edo carga batzuei bidaltzeko.
Turbinen igaro ostean, urea, orain presio txikiago eta tenperatura txikiagoarekin, kondentsagailura bidaltzen da. Kondensatorean, ura fria irauten da, ura likido bihurtzeko. Kondensazio prozesuak kaloria geratzen du, presioa eta tenperatura jaisten ditu. Ura berreskuratzea honela, energia erantzuneko zikloaren efizientzia hobetu egiten da.
Kondensatua den ura ondoren, feedwater pump-en bidez boiler-ra bidaltzen da, bertan berriro bihurtzeko ura prestatuta. Aldiz, karboniloko ekintza boiler-ren hornitzen duten koloreko asharra kentzen da. Asparren kudeaketa arrunta ekologikoak saihesteko garrantzitsu da. Gehienetan, karboniloko ekintza boiler-rean, flue gasesak sortzen dira eta atmozfera bidez eman egiten dira.
Osagai Nagusiak
Termiko energia erantzuneko planta anitz da osagai integralak, lan egin artean elkarlan egiten duten:
Boiler: Termiko energia erantzuneko plantearen bihotza, non karboniloko ekintza gertatzen den, eta ura erantzun dezakeen kaloria ematen den.
Turbina: Presio altuaren kaloriarik bihurtzen du mekanikoki biraketa-energia.
Superheater: Boiler-en erantzun uraren tenperatura gehitu, energiaren edukia hobetzeko.
Kondensatorea: Turbine-tik iristen den urea, likidora erantzun, kaloria berreskuratzea eta zikloaren efizientzia mantentzea.
Economizer: Flue gasesen kaloria erabiliz, feedwater prekalte, boiler-en energia konsumo orokorra murriztzea.
Feedwater Pump: Kondensatortik boiler-ra bidaltzen den ura, ura erantzun beharrezkoa lortzeko.
Alternator: Turbine-tik erantzunen mekanikoki elektrikoa, energia elektrikoa banatzeko sistema erantzuneko.
Tximinea: Karboniloko ekintza gertatzen den flue gasesak atmozfera bidez eman.
Sareko Torre: Kondensatorean erabilitako ura sareko, berriz erabili ahal izateko.
Termiko Energiaren Planten Osagaiak, Toki Hobetzak eta Efizientzia
Termiko Energiaren Planten Osagai Garrantzitsuak
Boiler
Pulverized karboniloa, eta prekalteko airea, boiler-ra bidaltzen da, non kaloria presio altuena erantzun dezakeen. Bere funtzio nagusia karboniloan gordeta den kaloria kimikoa kaloria termiko bihurtzea da. Karboniloa boiler-en barnean egiten denean, tenperatura altuak iritsi daitezke, ura erantzun ahal izateko. Boiler-ren tamaina, termiko energia erantzuneko plantearen kaloria beharraren arabera da. Anitz da boiler-en erabiliak, Haycock eta wagon top boiler-ak, firetube boiler-ak, Cylindrical fire - tube boiler-ak, eta water - tube boiler-ak, diseinu eta funtzionalitate bakoitzekin.
Turbina
Presio altu eta tenperatura altuaren kaloria, boiler-en erantzunak, turbina batera bidaltzen da. Kaloria turbina blade-etan jotzen denean, turbina mugitzen hasten da. Turbina maquinaria sofinatua da, kaloria termikoari mekanikoki biraketa-energia bihurtzeko. Turbina mekanikoki konektatuta dago alternator bati, axela batez. Turbina mugitzen denean, alternatorren rotorra mugitzen du. Kaloria pasatzen denean, tenperatura eta presio jaisten dira, ondoren kondensatoreraino bidaltzen dira.
Superheater
Turbinen erantzun sistemetan, superheated kaloria erantzuneko prozesu efizientea da. Boiler-en erantzun utzi eta saturatutako kaloria, superheater-ra bidaltzen da. Superheaterk kaloria erantzun dezakeen kaloria termikoari bihurtzeko funtzio garrantzitsua du. Superheaterk, termiko energia erantzuneko planten osagai guztietan, tenperatura altuenetan funtzionatzen du. Hiru mota nagusiko superheater daude: convection superheater-ak, heat transfer convection corrientes; radiant superheater-ak, heat transfer radiantean; eta separately fired superheater-ak. Boiler-en erantzun kaloria tenperatura gehitu, superheaterk plantaren efizientzia osoa hobetu.
Kondensatorea
Kaloria turbina igaro ondoren, tenperatura eta presio jaisten dira, ondoren erantzun kaloria ziklo berriz erabiliko da. Turbina efizientzia hobetu, kaloria erantzun beharrezkoa da. Kondensatorea horixe egiten du, operazio presioa murriztuz, vakuum maila gehitu. Vakuum gehitu kaloria erantzuneko bolumena handitzen du, kaloria erantzuneko prozesu efizientea ahalbidetzen du. Horrela, plantaren efizientzia osoa hobetu, turbina erantzuneko outputa gehitu.
Economizer
Economizer kaloria traspasatzaile espetsializatua da, energia konsumo murrizteko. Flue gasesak, kaloria termiko handia, boiler-tik atmosfera bidez eman. Economizerk flue gasesen kaloria erabili, ura prekalte. Kondensatortik erabili den ura, feedwater pump-en bidez, economizer-ra bidaltzen da. Hemen, urak flue gasesen kaloria jaso, tenperatura gehitu boiler-ra sartu aurretik. Flue gasesen kaloria erabili, economizerk plantaren efizientzia osoa hobetu.
Feedwater Pump
Feedwater pump-ak ura bidaltzen du boiler-ra. Ura iturria kondensatortik erabili den ura edo ur berria izan daiteke. Pumpak ura presioa gehitu, boiler-ren beharrak bete ahal izateko. Feedwater pump-ak centrifugal edo positive displacement motak izan daitezke, performance eta efizientzia bakoitzekin.
Alternator
Alternator mekanikoki konektatuta dago turbina bati, axela batez. Turbina mugitzen denean, alternatorren rotorra mugitzen du. Mugimendu horrek elektromagnetikoki indar bat sortzen du, elektrizitatea erantzun. Alternatorrek, esan bezala, turbina mugimenduaren energia mekanikoa elektrizitatea bihurtzen du, sistema erantzuneko.
Tximinea
Karboniloko ekintza boiler-en gertatzen denean, flue gasesak sortzen dira. Tximinea flue gasesak atmozfera bidez eman ahal izateko bidea ematen du. Tximinea funtzionatzen du natural draft eta stack effect principiotan. Aire hota, densitate txikiagoa, gorputzen, flue gasesak gorputzen. Tximinea altuagoa, draft fortuagoa, gas dispersion efizientea ahalbidetzen du.
Sareko Torre
Sareko torre, bere izen bezala, kaloria erantzuneko prozesu baten erresiduoak atmozfera bidez eman ahal izateko erabiltzen da. Sareko torre erabili daitezke kaloria erantzuneko metodo desberdinak, kaloria erantzuneko efizientzia handitzen. Kondensatortik erabili den ura, sareko torreraino bidaltzen da. Forced - flow sareko torrek erabili daitezke, airea sareko torrearen behera goian, kaloria erantzuneko efizientzia handitzen.
Termiko Energiaren Planten Toki Hobetzak
Karboloa Eskuragarri
Karboniloa da termiko energia erantzuneko planten iturri nagusia, eta kantitate handia behar da elektrizitate handi - eskalara eratzeko. Beraz, plantak karbonilo minearen ondoan kokatzea oso ondoa da. Honek kostuak murriztu, prozesuak ekonomikoki rentabilagoa egingo du.
Transportazioa
Termiko energia erantzuneko plantak maquinari handiak ditu. Beraz, plantaren tokiak transportazio infraestruktura ona izan behar du. Karboniloa eraman, material berria eta langileak, teknikariak eta ingeniariek eraman ahal izateko, tren edo estrada transportazioa beharrezkoa da. Aldiz, toki publiko transportazioa plantaren langileen sarbidea erraztea.
Ura Eskuragarri
Termiko energia erantzuneko plantak ura handi bat behar du kaloria presio altu eta tenperatura altu erantzun. Beraz, plantak ibaian edo ur iturri konstante eta handi bat duen tokian kokatzea oso garrantzitsu da.
Lur Eskuragarri
Termiko energia erantzuneko plantak lur espazio handia behar du. Lur kostua oso errealista izan behar da. Toki hobetzean, hedapenaren aukerak kontuan hartu behar dira. Maquinari handiak dituzten plantak, lurra beharrezkoa da, oinarri solida bat beharrezkoa da maquinariak sustatzeko.
Populazio Handiak Dituzten Tokietatik Urrun
Termiko energia erantzuneko plantak flue gases, koloreko asharra, poltsua eta neblia erantzun, garrantzitsu daude salmenta eta ingurumen errespetatzeko. Beraz, plantak herriko, bizilagun taldeko eta landareko etxeetan urrun kokatzea oso garrantzitsu da. Aldiz, plantaren maquinariak, alternator, transformadore, fan eta turbine-ak, urrun kokatzea beharrezkoa da.
Asparen Kudeaketa Sistema
Karboniloko ekintza asparen erantzun, karboniloa erabiltako 30 - 40% da. Asparen kudeaketa oso garrantzitsu da. Aspara boiler-ren hornitzen dute, eta zati handia flue gasesen bidez eraman. Asparen kudeatzeko bi sistema daude: bottom ash handling system-ak eta fly ash handling system-ak. Plantak asparen kudeaketa sistema ona izan behar du.
Carga Zentruren Ondorio
Alternatoretik erantzun elektrizitatea, transformadore baten bidez, tensioa altuagoa egin daiteke. Gero, elektrizitatea transmititzen da linea bidez, carga zentrura. Termiko energia erantzuneko plantak carga zentruren ondoan kokatzea transmititze kostuak eta galduak murriztu, elektrizitatea efizienteki banatzeko aukera ematen du.
Termiko Energiaren Planten Efizientzia
Termiko energia erantzuneko plantan, elektrizitatea erantzun prozesu anitz ditu. Lehenik, karboniloaren kaloria kimikoa kaloria termiko bihurtzen da. Ondoren, kaloria termiko mekanikoki bihurtzen da, azkenik elektrizitatea erantzun. Prozesu anitz horien ondorioz, termiko energia erantzuneko planten efizientzia oso txikiagoa da, 20 - 29% artean.
Termiko energia erantzuneko planten efizientzia faktore anitzek eragiten diote, plantaren tamaina eta erabili den karboniloaren kalitatea barne. Askotan, kaloria termiko kondensatorean galdu. Bi mota nagusiko efizientzia neurri daude termiko energia erantzuneko planten:
Kaloria Efizientzia
Kaloria efizientzia, kaloria termiko totalaren kaloria termiko bihurtzen duen mekanikoki kaloria erantzuneko ratioa da. Efizientzia honek kaloria termiko karboniloko ekintza boiler-en bihurtzen duen kaloria termiko erantzuneko erabaki.
Kaloria Efizientzia
Termiko energia erantzuneko plantak kaloria efizientzia 30% izan dute. Kaloria termiko totalaren 50% kondensatorean galdu. Kaloria termiko galdua, flue gasesen bidez eman eta karboniloko ekintza gertatzen den asparen bidez. Galderen kaloria termiko kondensatorean eta beste kanalean, termiko energia erantzuneko prozesu tradizionalen efizientzia txikiagoa adierazten du.
Efizientzia Osoa
Termiko energia erantzuneko planten efizientzia osoa, elektrizitate erantzuneko kaloria termiko totalaren kaloria karboniloko ekintza gertatzen den ratioa da. Neurri honek plantaren funtzionalitate osoa, kaloria kimikoa karboniloko elektrizitate finala erantzuneko prozesu guztiak barne. Efizientzia osoa, kaloria karboniloa elektrizitatea erantzuneko prozesu kompleksuaren galduak kontuan hartuta, plantaren funtzionalitate osoa adierazten du.
Termiko Energiaren Planten Efizientzia Osoa
Termiko energia erantzuneko planten efizientzia osoa, prozesu guztiak galdu ditu. Honek kaloria karboniloko ekintza, kaloria traspasatzaile prozesuak, turbine-ak funtzionatzen ditu, eta garrantzitsuen, alternator, energia mekanikoa elektrikora bihurtzen du. Prozesu guztiak galdu, kaloria karboniloa elektrizitatea erantzuneko prozesu kompleksuaren galduak adierazten ditu.
Termiko energia erantzuneko planten efizientzia osoa, plantaren tamaina eta erantzuneko kapasitatea, megawatt (MW) unitatean neurtuta, lotuta dago. Orain arte, kapasitate handiena duen plantak efizientzia oso handiagoa du. Plantak txikiagoak, kapasitate handiagoak, optimizatuta dauden plantak, galdu handiagoak dituzte, berriz. Honek, unitate bakoitzeko erabili den karboniloa, elektrizitate gutxiagoa erantzun dezake.
