Термична електроцентрала или термична електростанция
Какво е термална електроцентрала?
Термалната електроцентрала или термална електростанция е най-общи източник на електрическа енергия. Термалната електроцентрала се нарича също въглеродна термална електроцентрала и парна турбина електроцентрала.
Да се запознаем как работи термалната електроцентрала.
Теория на термалната електроцентрала
Теорията на термалните електроцентрали или работата на термалните електроцентрали е много проста. Електроцентралата за генериране на енергия се състои главно от алтернатор, който работи с помощта на парна турбина. Парата се получава от високонапредни котли.
Обикновено в Индия като гориво за котла се използват битуминозен въглих, буен въглих и торф. Битуминозният въглих, използван като гориво за котла, има летучи вещества между 8% и 33%, а съдържанието на прах е между 5% и 16%. За увеличаване на термалната ефективност, въглихът се използва в котела в пореста форма.
В въглеродната термална електроцентрала, парата се произвежда под високо налягане в парния котел поради горенето на гориво (порообразен въглих) в фурните на котла. Тази пара се допълнително нагрява в суперхилер.
Тази наднагрята пара след това влиза в турбината и върти лопастите на турбината. Турбината е механично свързана с алтернатор, така че роторът му ще се върти с въртенето на лопастите на турбината.
След влизането в турбината, налягането на парата рязко пада, а съответната обем на парата се увеличава.
След предаване на енергия към ротора на турбината, парата излиза от лопастите на турбината и влиза в кондензатора.
В кондензатора, студената вода циркулира с помощта на помпа, която кондензира нисконапредната мокра пара.
Тази кондензирана вода се доставя по-нататък в нисконапреден воден нагревател, където нисконапредната пара увеличава температурата на тази питейна вода; тя се нагрява отново под високо налягане.
За по-добро разбиране, представяме всеки етап от функционирането на термалната електроцентрала по следния начин,
Първо, порообразният въглих се изгаря в фурната на парния котел.
Произвежда се високонапредна пара в котела.
Тази пара се пропуска през суперхилера, където се нагрява допълнително.
Тази наднагрята пара се вкарва в турбината с висока скорост.
В турбината, силата на парата върти лопастите на турбината, което означава, че в турбината потенциалната енергия на високонапредната пара се преобразува в механична енергия.
Линейна диаграма на електроцентралата
След въртенето на лопастите на турбината, парата загубила своето високо налягане, излиза от лопастите на турбината и влиза в кондензатора.
В кондензатора, студената вода се циркулира с помощта на помпа, която кондензира нисконапредната мокра пара.
Тази кондензирана вода се доставя по-нататък в нисконапреден воден нагревател, където нисконапредната пара увеличава температурата на тази питейна вода, след това отново се нагрява в високонапреден нагревател, където високото налягане на парата се използва за нагряване.
Турбината в термалната електроцентрала действа като основен двигател на алтернатора.
Общ преглед на термалната електроцентрала
Типичната термална електроцентрала работи в цикъл, който е показан по-долу.
Работещата течност е вода и пара. Това се нарича цикъл на питейна вода и пара. Идеалният термодинамичен цикъл, до който се приближава операцията на термалната електроцентрала, е ранкиновият цикъл.
В парния котел, водата се нагрява чрез горене на гориво във въздуха в фурната, а функцията на котела е да дава суха наднагрята пара на необходимата температура. Произведената пара се използва за привеждане в действие на парните турбини.
Тази турбина е свързана с синхронен генератор (обикновено трифазен синхронен алтернатор), който генерира електрическа енергия.
Изходящата пара от турбината се позволява да се кондензира във вода в парния кондензатор на турбината, което създава отсасване при много ниско налягане и позволява разширяването на парата в турбината до много ниско налягане.
Основните предимства на кондензационната операция са увеличеният обем на извлечена енергия за кг пара и следователно увеличаване на ефективността, а кондензатът, който се подава отново в котела, намалява количеството на нова питейна вода.
Кондензатът заедно с някоя нова добавка на питейна вода отново се подава в котела чрез помпа (наречена котлова подаваща помпа).
В кондензатора, парата се кондензира чрез охлаждаща вода. Охлаждащата вода се рециклира чрез охладителната кула. Това представлява охлаждащ цикъл на вода.
Окролната въздух се позволява да влезе в котела след филтриране на прах. Също така, димовете излизат от котела и се изхвърлят в атмосферата чрез комини. Това представлява въздушни и димови цикли.
Потока на въздух и статичното налягане в парния котел (наречено драфт) се поддържа от две вентилатори, наречени Принудителен драфт (FD) и Индуктивен драфт (ID).
Общата схема на типична термална електроцентрала заедно с различни цикли е показана по-долу.
В котела има различни теплообменници, например Економайзер, Евапоратор (не е показан на фигурата, това са основно водни тръби, т.е. долносъсеменен цикъл), Суперхилер (понякога Рехилер, предварителен нагревател на въздуха също са налични).
В Економайзера питейната вода се нагрява значително от остатъчната топлина на димовете.
Барабанът на котела поддържа хидравлическа глава за естествена циркулация на двофазна смес (пар + вода) през водните тръби.
Има и Суперхилер, който също използва топлина от димовете и повишава температурата на
