تعريف محطة توليد الطاقة الحرارية
تستخدم محطة توليد الطاقة الحرارية الفحم والهواء والماء لتوليد الكهرباء على أساس دورة رانكين.
تعمل محطة توليد الطاقة الحرارية باستخدام دورة رانكين. تحتاج إلى ثلاثة مدخلات رئيسية لإنتاج الكهرباء: الفحم والهواء والماء.
يتم استخدام الفحم كوقود هنا لأننا سنقوم برسم مخطط التدفق لمحطة توليد الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم. ينتج الفحم الطاقة الحرارية المطلوبة من خلال الاحتراق في الفرن.
يتم تزويد الهواء إلى الفرن لتسريع معدل احتراق الفحم وللحفاظ على تدفق الغازات الناتجة عن الاحتراق داخل نظام التسخين. يتم استخدام الماء في محطة توليد الطاقة الحرارية داخل المرجل لإنتاج البخار. هذا البخار يدفع التوربين.
يتم توصيل التوربين بمولد الكهرباء، الذي ينتج الطاقة الكهربائية. هناك ثلاثة مسارات رئيسية للتدفق في محطة توليد الطاقة الحرارية بناءً على المدخلات الرئيسية.
دائرة الفحم
يتم نقل الفحم من الموردين إلى ساحة تخزين الفحم في المحطة. ثم يتم توصيله إلى محطات الطحن باستخدام حزام ناقل.
بعد إزالة المواد غير المرغوب فيها من الفحم، يتم طحنه إلى غبار الفحم. يجعل الطحن الفحم أكثر كفاءة للاحتراق. بعد احتراق الفحم، يتم جمع الرماد إلى محطة معالجة الرماد. ثم يتم جمع الرماد أخيرًا إلى ساحة تخزين الرماد.
دائرة الهواء
يتم تزويد الهواء إلى الفرن بواسطة مراوح الضغط الإيجابي. ولكن لا يتم توجيهه مباشرة إلى فرن المرجل قبل أن يتم تمريره عبر مسبح الهواء.
في مسبح الهواء، يتم نقل حرارة الغازات المنبعثة من العادم إلى الهواء الداخل قبل دخوله إلى الفرن.
في الفرن، يوفر هذا الهواء الأكسجين اللازم للاحتراق. ثم يحمل هذا الهواء الحرارة والغازات الناتجة عن الاحتراق عبر سطوح أنابيب المرجل.
هنا يتم نقل جزء كبير من الحرارة إلى المرجل. ثم تمر الغازات المنبعثة عبر السوبر هيتير حيث يتم تسخين البخار القادم من المرجل إلى درجات حرارة أعلى.
ثم تصل الغازات المنبعثة إلى الاقتصاديزر حيث يتم استخدام بعض الأجزاء المتبقية من حرارة الغازات المنبعثة لزيادة درجة حرارة الماء قبل دخوله إلى المرجل.
ثم تمر الغازات المنبعثة عبر مسبح الهواء حيث يتم نقل جزء من الحرارة المتبقية إلى الهواء الداخل قبل دخوله إلى فرن المرجل.
بعد مرورها عبر مسبح الهواء، تذهب الغازات في النهاية إلى المدخنة بواسطة مراوح الضغط السلبي.
عادةً ما يتم استخدام الضغط الإيجابي عند دخول الهواء من الغلاف الجوي، ويتم استخدام الضغط السلبي عند خروج الغازات المنبعثة من النظام عبر المدخنة في محطات توليد الطاقة الحرارية.
دائرة الماء-البخار
دائرة الماء-البخار في محطة توليد الطاقة الحرارية هي دائرة شبه مغلقة. هنا لا يحتاج إلى الكثير من الماء لتزويد المرجل من مصادر خارجية لأن نفس الماء يتم إعادة استخدامه مرة أخرى ومرة أخرى عن طريق تكثيف البخار بعد عمله الميكانيكي في تدوير التوربين.
يتم الحصول على الماء أولاً من نهر أو مصدر طبيعي آخر مناسب.
يتم توجيه هذا الماء إلى محطة معالجة المياه لإزالة الجسيمات والمواد غير المرغوب فيها من الماء. ثم يتم تغذية هذا الماء إلى المرجل عبر الاقتصاديزر.
في المرجل، يتم تحويل الماء إلى بخار. ثم يذهب هذا البخار إلى السوبر هيتير، حيث يتم تسخينه إلى درجة حرارة التسخين فوق الحراري. ثم يذهب البخار فوق الحراري إلى التوربين عبر سلسلة من الفوهات.
عند مخرج هذه الفوهات، يتوسع البخار ذو الضغط العالي والحرارة العالية فجأة وبالتالي يحصل على طاقة حركية. بسبب هذه الطاقة الحركية، يقوم البخار بتدوير التوربين.
يتم توصيل التوربين بمولد الكهرباء، والمولد ينتج الكهرباء المتناوبة إلى الشبكة.
يتم تصريف البخار المتوسع فجأة من التوربين إلى المكثف. حيث يتم تكثيف البخار مرة أخرى إلى ماء بمساعدة نظام تبريد دوار للمياه مرتبط ب أبراج التبريد.
يتم تغذية هذا الماء المتكثف مرة أخرى إلى المرجل عبر الاقتصاديزر. يتم تقييد تزويد الماء من مصدر خارجي للماء هنا بسبب استخدام البخار المتكثف في نظام المرجل في محطة توليد الطاقة الحرارية.
مخطط تدفق عملية محطة توليد الطاقة الحرارية
يوضح مخطط تدفق محطة توليد الطاقة الحرارية كيفية معالجة الفحم والهواء والماء لتوليد الكهرباء.
