सह-उत्पादन | संयुक्त ऊष्मा और विद्युत्
सह-उत्पादन को संयुक्त ऊष्मा और शक्ति या संयुक्त ऊष्मा और शक्ति के रूप में भी जाना जाता है। इसका नाम से ही पता चलता है कि सह-उत्पादन एक ही ईंधन स्रोत का उपयोग करके दो अलग-अलग रूपों की ऊर्जा का उत्पादन करने के सिद्धांत पर काम करता है। इन दो रूपों में से एक गर्मी या थर्मल ऊर्जा होनी चाहिए और दूसरा विद्युत या यांत्रिक ऊर्जा हो सकती है।
सह-उत्पादन ईंधन के उपयोग का सबसे अनुकूल, विश्वसनीय, साफ और कुशल तरीका है। इसमें प्राकृतिक गैस, तेल, डीजल, प्रोपेन, लकड़ी, बासेज, कोयला आदि का उपयोग किया जा सकता है। यह बहुत सरल सिद्धांत पर काम करता है, यानी ईंधन का उपयोग विद्युत उत्पादन के लिए किया जाता है और यह विद्युत गर्मी उत्पन्न करता है और यह गर्मी पानी को उबालने, स्थानीय गर्मी और भवनों के ठंडे करने में उपयोग की जाती है।
एक पारंपरिक विद्युत संयंत्र में, ईंधन एक बॉइलर में जलाया जाता है, जो उच्च दाब की भाप उत्पन्न करता है। यह उच्च दाब की भाप एक टरबाइन को चलाने के लिए उपयोग की जाती है, जो एक एल्टरनेटर से जुड़ा होता है और इस प्रकार विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है।
फिर इस उत्सर्जित भाप को कंडेनसर में भेजा जाता है, जहाँ यह ठंडा हो जाता है और पानी में परिवर्तित हो जाता है और फिर बॉइलर में वापस लौट जाता है और अधिक विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल होता है। इस पारंपरिक विद्युत संयंत्र की दक्षता केवल 35% है। सह-उत्पादन संयंत्र में टरबाइन से आने वाली निम्न दाब की भाप को पानी में बदलने के बजाय, इसका उपयोग भवनों और कारखानों में गर्मी या ठंडे करने के लिए किया जाता है, क्योंकि टरबाइन से आने वाली निम्न दाब की भाप में उच्च थर्मल ऊर्जा होती है।
सह-उत्पादन संयंत्र की दक्षता लगभग 80-90% होती है। भारत में, सह-उत्पादन संयंत्र से विद्युत उत्पादन की क्षमता 20,000 MW से अधिक है। पहला व्यावसायिक सह-उत्पादन संयंत्र 1882 में न्यूयॉर्क में थॉमस एडिसन द्वारा डिजाइन और बनाया गया था।
ऊपर दिए गए आरेख में दिखाया गया है कि, पारंपरिक विद्युत संयंत्र में, जब हम ईंधन को इनपुट के रूप में देते हैं, तो हमें विद्युत ऊर्जा और नुकसान के रूप में आउटपुट मिलता है, लेकिन सह-उत्पादन के मामले में, ईंधन के इनपुट के साथ, आउटपुट विद्युत ऊर्जा, गर्मी या थर्मल ऊर्जा और नुकसान होता है।
पारंपरिक विद्युत संयंत्र में, 100% ऊर्जा इनपुट के साथ, केवल 45% ऊर्जा का उपयोग किया जाता है और बाकी 55% बर्बाद हो जाता है, लेकिन सह-उत्पादन के साथ, कुल ऊर्जा का 80% उपयोग किया जाता है और 20% ऊर्जा बर्बाद होती है। इसका अर्थ है कि सह-उत्पादन के साथ ईंधन का उपयोग अधिक कुशल और अनुकूल होता है और इसलिए यह अधिक आर्थिक होता है।
सह-उत्पादन की आवश्यकता
सह-उत्पादन संयंत्र की दक्षता में सुधार करता है।
सह-उत्पादन वायु प्रदूषण को कम करता है, जैसे कि कण, नाइट्रस ऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, पारा और कार्बन डाइऑक्साइड, जो ग्रीनहाउस प्रभाव का कारण बनता है।
यह उत्पादन की लागत को कम करता है और उत्पादकता में सुधार करता है।
सह-उत्पादन प्रणाली पानी की खपत और पानी की लागत को कम करती है।
सह-उत्पादन प्रणाली पारंपरिक विद्युत संयंत्र की तुलना में अधिक आर्थिक होती है।
सह-उत्पादन विद्युत संयंत्रों के प्रकार
एक टिपिकल संयुक्त गर्मी और शक्ति संयंत्र प्रणाली में, एक भाप या गैस टरबाइन होती है जो भाप को लेती है और एक एल्टरनेटर चलाती है। सह-उत्पादन संयंत्र में एक अपशिष्ट ऊष्मा एक्सचेंजर भी स्थापित होता है, जो विद्युत जनरेटर से अतिरिक्त ऊष्मा या अपशिष्ट गैस को पुनः उपयोग करके भाप या गर्म पानी उत्पन्न करता है।
सह-उत्पादन विद्युत संयंत्रों के मुख्य रूप से दो प्रकार होते हैं, जैसे-
टॉपिंग साइकल विद्युत संयंत्र
बॉटमिंग साइकल विद्युत संयंत्र
टॉपिंग साइकल विद्युत संयंत्र
इस प्रकार के संयुक्त गर्मी और शक्ति संयंत्र में पहले विद्युत उत्पन्न की जाती है और फिर अपशिष्ट या उत्सर्जित भाप का उपयोग पानी या भवनों को गर्म करने के लिए किया जाता है। टॉपिंग साइकल के मुख्य रूप से चार प्रकार होते हैं।
संयुक्त-चक्र टॉपिंग CHP संयंत्र- इस प्रकार के संयंत्र में, ईंधन को पहले एक भाप बॉइलर में जलाया जाता है। बॉइलर में उत्पन्न भाप का उपयोग टरबाइन और एक सिंक्रोनस जनरेटर को चलाने के लिए किया जाता है, जो विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। इस टरबाइन से उत्सर्जित भाप का उपयोग उपयोगी गर्मी उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है, या इसे एक ऊष्मा पुनर्प्राप्ति प्रणाली में भेजा जा सकता है जहाँ यह भाप उत्पन्न करता है, जिसे फिर एक द्वितीयक भाप टरबाइन को चलाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
भाप-टरबाइन टॉपिंग CHP संयंत्र- इसमें ईंधन को भाप उत्पन्न करने के लिए जलाया जाता है, जो शक्ति उत्पन्न करता है। फिर उत्सर्जित भाप का उपयोग निम्न-दाब प्रक्रिया भाप के रूप में पानी को गर्म करने के लिए किया जाता है।
जल टरबाइन टॉपिंग CHP संयंत्र- इस प्रकार के CHP संयंत्र में, एक जल जैकेट को ऊष्मा पुनर्प्राप्ति प्रणाली में गुजारा जाता है ताकि भाप या गर्म पानी उत्पन्न किया जा सके और स्थानीय गर्मी के लिए उपयोग किया जा सके।
गैस टरबाइन टॉपिंग CHP संयंत्र- इस टॉपिंग संयंत्र में, एक प्राकृतिक गैस चालित टरबाइन का उपयोग एक सिंक्रोनस जनरेटर को चलाने के लिए किया जाता है ताकि विद्युत उत्पन्न किया जा सके। फिर उत्सर्जित गैस को एक ऊष्मा पुनर्प्राप्ति बॉइलर में भेजा जाता है जहाँ यह पानी को भाप में परिवर्तित करता है, या गर्मी उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।
बॉटमिंग साइकल विद्युत संयंत्र
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