Stoomthermische krachtcentrale
Definitie van een thermische krachtcentrale
Een thermische krachtcentrale gebruikt kolen, lucht en water om elektriciteit te genereren op basis van de Rankine-cyclus.
Een thermische krachtcentrale werkt met behulp van de Rankine-cyclus. Het heeft drie belangrijke ingangen nodig om elektriciteit te produceren: kolen, lucht en water.
Kolen worden als brandstof gebruikt omdat we het stroomdiagram van een kolencentrale gaan tekenen. Kolen creëren de benodigde warmte-energie door verbranding in de oven.
Lucht wordt toegevoerd aan de oven om de verbrandingsgraad van de kolen te versnellen en de stroom van rookgassen binnen het verwarmingssysteem voortdurend te laten stromen. Water is nodig in een thermische krachtcentrale in de ketel om stoom te produceren. Deze stoom drijft de turbine aan.
De turbine is verbonden met een generator, die elektrische energie produceert. Er zijn drie belangrijke stroomkringen in een thermische krachtcentrale op basis van de primaire ingangen.
Kolenkering
Kolen worden vervoerd van leveranciers naar de kolenopslagplaats van de centrale. Ze worden vervolgens via een transportband naar de vermalende installaties gebracht.
Na het verwijderen van ongewenste stoffen uit de kolen, worden ze fijn gemaakt tot kolenstof. Vermaling maakt de kolen efficiënter voor verbranding. Na de verbranding van de kolen wordt de as verzameld in de asverwerkingsinstallatie. De as wordt uiteindelijk opgeslagen in de asopslagplaats.
Luchtkring
Lucht wordt toegevoerd aan de oven met gedwongen trekventilatoren. Maar het wordt niet direct geladen in de keteloven voordat het wordt geladen in de keteloven gaat het eerst door een luchtvoorspanner.
In de luchtvoorspanner wordt de warmte van de afvalrookgassen overgedragen aan de inkomende lucht voordat deze de oven binnengaat.
In de oven levert deze lucht de vereiste zuurstof voor de verbranding. Vervolgens draagt deze lucht de geproduceerde warmte en rookgassen door de buisoppervlakken van de ketel.
Hier wordt een significant deel van de warmte overgedragen aan de ketel. De rookgassen gaan dan door de overheater waar de stoom die uit de ketel komt verder wordt verhit tot de speerpunttemperaturen.
Daarna komen de rookgassen in de economizer waar een deel van de resterende warmte van de rookgassen wordt gebruikt om de temperatuur van het water te verhogen voordat het de ketel binnengaat.
De rookgassen gaan dan door de luchtvoorspanner waar een resterend deel van de warmte wordt overgedragen aan de inkomende lucht voordat deze de keteloven binnengaat.
Na het passeren van de luchtvoorspanner gaan de gassen uiteindelijk naar de schoorsteen door middel van geïnduceerde trekventilatoren.
Normaal gesproken worden in thermische krachtcentrales gedwongen trek gebruikt bij de inlaat van lucht uit de atmosfeer, en geïnduceerde trek bij de uitlaat van rookgassen uit het systeem via de schoorsteen.
Water-stoomkring
De water-stoomkring van een thermische krachtcentrale is een semi-gesloten circuit. Hierbij is relatief weinig water nodig om van externe bronnen naar de ketel te brengen, omdat hetzelfde water steeds opnieuw wordt hergebruikt door de stoom na het mechanische werk van het ronddraaien van de turbine te condenseren.
Water wordt eerst gewonnen uit een rivier of een andere geschikte natuurlijke bron.
Dit water wordt vervolgens naar de watervoorbehandelingsinstallatie gebracht om ongewenste deeltjes en stoffen uit het water te verwijderen. Dit water wordt vervolgens via een economizer aan de ketel gevoed.
In de ketel wordt het water omgezet in stoom. Deze stoom gaat dan naar de overheater, waar de stoom wordt verhit tot de overheatingstemperatuur. De oververhitte stoom gaat vervolgens via een reeks spuiten naar de turbine.
Bij de uitgang van deze spuiten expandeert de hoogdruk- en hoge temperatuurstoom plotseling en krijgt daardoor kinetische energie. Door deze kinetische energie draait de stoom de turbine.
De turbine is gekoppeld aan een generator en de generator produceert wisselstroom naar het netwerk.
Plotseling geëxpandeerde stoom wordt uit de turbine afgevoerd naar de condensor. Daar wordt de stoom met behulp van een watercirculatiekoelsysteem dat is gekoppeld aan koeltorens teruggecondenseerd tot water.
Dit gecondenseerde water wordt vervolgens via de economizer teruggevoerd naar de ketel. De watersupply van een externe bron is hier beperkt vanwege het gebruik van gecondenseerde stoom in het ketelsysteem van de thermische krachtcentrale.
Stroomdiagram van een thermische krachtcentrale
Het stroomdiagram van een stoomthermische krachtcentrale toont hoe kolen, lucht en water worden verwerkt om elektriciteit te genereren.
