
Μια θερμοηλεκτρική εγκατάσταση ή θερμοηλεκτρικός σταθμός είναι η πιο συνηθισμένη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η θερμοηλεκτρική εγκατάσταση αναφέρεται επίσης ως ανθρακοθερμική εγκατάσταση και σταθμός ατμοστρόβιλου.
Ας δούμε πώς λειτουργεί μια θερμοηλεκτρική εγκατάσταση.
Η θεωρία θερμοηλεκτρικών σταθμών ή η λειτουργία των θερμοηλεκτρικών σταθμών είναι πολύ απλή. Μια εγκατάσταση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας βασικά αποτελείται από έναν αλτερνάτορα που λειτουργεί με τη βοήθεια ενός ατμοστρόβιλου. Ο ατμός προέρχεται από υψηλούς πίεσης βουλιανούς.
Συνήθως στην Ινδία, χρησιμοποιούνται ως καύσιμο για τον βουλιανό ανθρακούχος, λευκός ανθρακικός και τόφος. Ο ανθρακούχος που χρησιμοποιείται ως καύσιμο για τον βουλιανό έχει περιεκτικότητα εξαιτρικών ύλων από 8 έως 33% και περιεκτικότητα σε άνθρακα 5 έως 16%. Για να αυξηθεί η θερμοηλεκτρική απόδοση, ο ανθράκας χρησιμοποιείται σε σωματίδια στον βουλιανό.
Σε μια ανθρακοθερμική εγκατάσταση, ο ατμός παράγεται με υψηλή πίεση στον βουλιανό ατμού λόγω της καύσης καυσίμου (ανθρακού σε σωματίδια) στα καμίνια του βουλιανού. Αυτός ο ατμός επιπλέον υπερθερμαίνεται σε έναν υπερθερμαντή.
Αυτός ο υπερθερμασμένος ατμός μετά εισέρχεται στον στρόβιλο και περιστρέφει τα πτερά του στροβίλου. Ο στρόβιλος είναι μηχανικά συνδεδεμένος με έναν αλτερνάτορα, ώστε ο ρότορας του να περιστρέφεται με την περιστροφή των πτερύγων του στροβίλου.
Μετά την είσοδο στον στρόβιλο, η πίεση του ατμού παρατηρείται ξαφνικά μειωμένη και η αντίστοιχη όγκος του ατμού αυξάνεται.
Μετά την απόδοση ενέργειας στον ρότορα του στροβίλου, ο ατμός διασχίζει τα πτερά του στροβίλου και εισέρχεται στον συμπυκνωτή.
Στον συμπυκνωτή, κυκλοφορεί κρύο νερό με τη βοήθεια ενός πύμανου, το οποίο συμπυκνώνει τον χαμηλό πίεσης υγρό ατμό.
Αυτό το συμπυκνωμένο νερό επιπλέον παρέχεται σε έναν χαμηλό πίεσης θερμαντή νερού, όπου ο χαμηλός πίεσης ατμός αυξάνει τη θερμοκρασία αυτού του νερού φόρτισης. Στη συνέχεια, θερμαίνεται ξανά σε υψηλή πίεση.
Για καλύτερη κατανόηση, παρέχουμε κάθε βήμα της λειτουργίας ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού ως εξής,
Πρώτα, ο ανθράκας σε σωματίδια καίεται στο καμίνι του βουλιανού ατμού.
Ο υψηλός πίεσης ατμός παράγεται στον βουλιανό.
Αυτός ο ατμός επιπλέον περνάει μέσα από τον υπερθερμαντή, όπου θερμαίνεται περαιτέρω.
Αυτός ο υπερθερμασμένος ατμός εισέρχεται στον στρόβιλο με υψηλή ταχύτητα.
Στον στρόβιλο, η δύναμη του ατμού περιστρέφει τα πτερά του στροβίλου, δηλαδή εδώ στον στρόβιλο, η αποθηκευμένη δυναμική ενέργεια του υψηλής πίεσης ατμού μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια.

Μετά την περιστροφή των πτερύγων του στροβίλου, ο ατμός έχει χάσει την υψηλή του πίεση, εξέρχεται από τα πτερά του στροβίλου και εισέρχεται στον συμπυκνωτή.
Στον συμπυκνωτή, κυκλοφορεί κρύο νερό με τη βοήθεια ενός πύμανου, το οποίο συμπυκνώνει τον χαμηλό πίεσης υγρό ατμό.
Αυτό το συμπυκνωμένο νερό επιπλέον παρέχεται σε έναν χαμηλό πίεσης θερμαντή νερού, όπου ο χαμηλός πίεσης ατμός αυξάνει τη θερμοκρασία αυτού του νερού φόρτισης, το οποίο στη συνέχεια θερμαίνεται ξανά σε έναν υψηλό πίεσης θερμαντή, όπου η υψηλή πίεση του ατμού χρησιμοποιείται για θέρμανση.
Ο στρόβιλος στον θερμοηλεκτρικό σταθμό λειτουργεί ως βασικός κινητήρας του αλτερνάτορα.
Μια τυπική Θερμοηλεκτρική Εγκατάσταση Λειτουργεί σε Κύκλο, ο οποίος εμφανίζεται παρακάτω.
Το εργασιακό υγρό είναι νερό και ατμός. Αυτό ονομάζεται κύκλος φόρτισης νερού και ατμού. Ο ιδανικός Θερμοδυναμικός Κύκλος στον οποίο η λειτουργία ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού μοιάζει κατά κύριο λόγο είναι ο κύκλος Rankine.
Σε έναν βουλιανό ατμού, το νερό θερμαίνεται με την καύση καυσίμου στον αέρα στο καμίνι, και η λειτουργία του βουλιανού είναι να παράγει ξηρό υπερθερμασμένο ατμό στην απαιτούμενη θερμοκρασία. Ο παραγόμενος ατμός χρησιμοποιείται για την οδήγηση του ατμοστροβίλου.
Αυτός ο στρόβιλος είναι συνδεδεμένος με τον συγχρόνο γεννήτρια (συνήθως τριφασικόν συγχρόνο αλτερνάτορα), ο οποίος παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Ο ατμός εξάντλησης από τον στρόβιλο επιτρέπεται να συμπυκνωθεί σε νερό στον συμπυκνωτή ατμού του στροβίλου, το οποίο δημιουργεί συμπίεση σε πολύ χαμηλή πίεση και επιτρέπει την επέκταση του ατμού στον στρόβιλο σε πολύ χαμηλή πίεση.
Τα βασικά πλεονεκτήματα της λειτουργίας συμπυκνωτή είναι η αυξημένη ποσότητα ενέργειας που εξαχθεί ανά κιλό ατμού και, συνεπώς, η αύξηση της απόδοσης, και το συμπυκνωμένο νερό, το οποίο παρέχεται ξανά στον βουλιανό, μειώνε