نیروگاه بخار حرارتی

تعریف نیروگاه حرارتی

نیروگاه حرارتی از فحم، هوا و آب برای تولید برق بر اساس چرخه رانکین استفاده می‌کند.

نیروگاه تولید برق حرارتی با استفاده از چرخه رانکین کار می‌کند. برای تولید برق به سه ورودی اصلی نیاز دارد: فحم، هوا و آب.

فحم به عنوان سوخت در اینجا استفاده می‌شود زیرا قصد داریم نمودار جریان یک نیروگاه حرارتی فحم را رسم کنیم. فحم انرژی گرمایی لازم را از طریق سوختن در فورج ایجاد می‌کند.

هوا به فورج تأمین می‌شود تا نرخ سوختن فحم را افزایش دهد و جریان گازهای دودکش در داخل سیستم گرمکن را ادامه دهد. آب در نیروگاه حرارتی درون بویلر برای تولید بخار نیاز است. این بخار توربین را می‌چرخاند.

توربین به یک ژنراتور متصل است که انرژی الکتریکی را تولید می‌کند. در یک نیروگاه حرارتی، بر اساس ورودی‌های اصلی، سه مدار جریان اصلی وجود دارد.

مدار فحم

فحم از تامین‌کنندگان به محوطه ذخیره‌سازی فحم نیروگاه منتقل می‌شود. سپس با استفاده از نقاله به پلانت‌های پالوریزاسیون تحویل داده می‌شود.

بعد از حذف مواد ناخواسته از فحم، آن را به صورت خاک فحم پالوریزه می‌کنند. پالوریزاسیون فحم را برای سوختن کاراتر می‌کند. بعد از سوختن فحم، خاکستر جمع‌آوری شده به پلانت مدیریت خاکستر منتقل می‌شود. سپس خاکستر نهایتاً به محوطه ذخیره‌سازی خاکستر منتقل می‌شود.

مدار هوا

هوا با استفاده از فن‌های تهویه مجبور به فورج تأمین می‌شود. اما قبل از اینکه مستقیماً به فورج بویلر برسد، از طریق یک پرهیتر هوا عبور می‌کند.

در پرهیتر هوا، گرما از گازهای دودکش خروجی به هوا ورودی منتقل می‌شود قبل از اینکه وارد فورج شود.

در فورج، این هوا اکسیژن مورد نیاز برای سوختن را تأمین می‌کند. سپس این هوا گرما و گازهای دودکش ناشی از سوختن را از طریق سطوح لوله‌های بویلر می‌برد.

در اینجا بخش مهمی از گرما به بویلر منتقل می‌شود. گازهای دودکش سپس از طریق سوپرهیتر می‌گذرند که در آنجا بخار آمده از بویلر تا دمای بالاتری گرم می‌شود.

سپس گازهای دودکش به اکونومایزر می‌روند که در آنجا بخشی از گرما باقیمانده از گازهای دودکش برای افزایش دمای آب قبل از ورود به بویلر استفاده می‌شود.

گازهای دودکش سپس از طریق پرهیتر هوا می‌گذرند که در آنجا بخشی از گرما باقیمانده به هوا ورودی منتقل می‌شود قبل از اینکه وارد فورج بویلر شود.

بعد از عبور از پرهیتر هوا، گازها نهایتاً با استفاده از فن‌های تهویه مجبور به دودکش می‌روند.

معمولاً در نیروگاه‌های حرارتی، تهویه مجبور در ورود هوا از جو و تهویه مجبور در خروج گازهای دودکش از سیستم از طریق دودکش استفاده می‌شود.

مدار آب-بخار

مدار آب-بخار یک نیروگاه تولید برق حرارتی یک مدار نیمه‌بسته است. در اینجا نیاز به تأمین آب از منابع خارجی برای بویلر نسبتاً کم است زیرا همان آب مجدداً و مجدداً با تبدیل بخار به آب بعد از کار مکانیکی چرخاندن توربین استفاده می‌شود.

ابتدا آب از یک رود یا منبع طبیعی دیگر مناسب تأمین می‌شود.

سپس این آب به پلانت پالایش آب برای حذف ذرات و مواد ناخواسته از آب می‌رود. این آب سپس از طریق اکونومایزر به بویلر تغذیه می‌شود.

در بویلر، آب به بخار تبدیل می‌شود. این بخار سپس به سوپرهیتر می‌رود که در آنجا بخار تا دمای سوپرهیت گرم می‌شود. بخار سوپرهیت سپس از طریق یک سری نوک‌ها به توربین می‌رود.

در خروج این نوک‌ها، بخار با فشار و دمای بالا به طور ناگهانی گسترش می‌یابد و بنابراین انرژی جنبشی به دست می‌آورد. به دلیل این انرژی جنبشی، بخار توربین را می‌چرخاند.

توربین با یک ژنراتور متصل است و ژنراتور برق متناوب را به شبکه تولید می‌کند.

بخار ناگهان گسترش یافته از توربین به کندينسر می‌رود. در آنجا بخار با کمک سیستم خنک‌سازی آب مداری که با برج‌های خنک‌سازی مرتبط است، به آب تبدیل می‌شود.

این آب تبخیر شده سپس دوباره از طریق اکونومایزر به بویلر تغذیه می‌شود. تأمین آب از منبع خارجی در اینجا محدود است زیرا بخار تبخیر شده در سیستم بویلر نیروگاه تولید برق حرارتی استفاده می‌شود.

نمودار جریان فرآیند نیروگاه حرارتی

نمودار جریان نیروگاه حرارتی بخار نشان می‌دهد که چگونه فحم، هوا و آب برای تولید برق پردازش می‌شوند.