תחנת כוח תרמית או מפעל ייצור חשמל תרמי
מהו מתחם כוח תרמי?
תחנת ייצור חשמל תרמית או מתחם כוח תרמי הוא המקור השכיח ביותר לחשמל. המתחם התרמי מכונה גם מתחם כוח פחם ומתחם טורבינת קיטור.
בואו נצלול לתוך דרך פעולת מתחם הכוח התרמי.
תאוריה של מתחם כוח תרמי
התאוריה של מתחמים תרמיים או הפעולה של מתחמים תרמיים היא פשוטה מאוד. תחנת ייצור חשמל מורכבת בעיקר מאלטרנטור שמתבצע בעזרת טורבינת קיטור. הקיטור מתקבל מהקטרות בלחץ גבוה.
בדרך כלל בהודו, פחם ביטומינוזי, פחם חום וטורף משמשים כדלק לקטרת. הפחם הביטומינוזי המשמש כדלק לקטרת מכיל חומר גז מ-8 עד 33% ואפר מ-5 עד 16%. כדי להגדיל את היעילות התרמית, הפחם משמש בקטרת בצורה של אבקה.
בתחנת כוח תרמית לפחם, הקיטור מופק בלחץ גבוה בקטרת הקיטור עקב שריפת הדלק (פחם מעובד) בתאים של הקטרת. הקיטור מוסך עוד יותר בסופר-הייטר.
הקיטור הסופר-המוכן נכנס לטורבינה ומסובב את להבי הטורבינה. הטורבינה מחוברת מכנית לאלטרנטור כך שהרוטור שלו יסובב עם סיבוב להבי הטורבינה.
לאחר כניסתו לטורבינה, הלחץ של הקיטור יורד לפתע והנפח המתאים של הקיטור גדל.
אחרי העברת אנרגיה לרוטור הטורבינה, הקיטור עובר מתוך להבי הטורבינה למגנש.
במגנש, מים קרים מופעלים בעזרת משאבה שמדגדגת את הקיטור הרטוב בלחץ נמוך.
המים המדגוגגים מסופקים למקלט מים בלחץ נמוך שבו הקיטור בלחץ נמוך מגביר את הטמפרטורה של מי ההאפה; הם מוארכים שוב בלחץ גבוה.
למען הבנה טובה, אנחנו מציגים כל שלב בפונקציה של תחנת כוח תרמית כדלקמן,
ראשית, הפחם המעובד נשרף בתא הקיטור של הקטרת.
קיטור בלחץ גבוה מופק בקטרת.
הקיטור עובר דרך הסופר-הייטר, שם הוא מוסך עוד יותר.
הקיטור הסופר-המוכן נכנס לטורבינה במהירות גבוהה.
בטורבינה, כוח הקיטור מסובב את להבי הטורבינה, כלומר כאן בטורבינה האנרגיה הפוטנציאלית המאוחסנת בקיטור בלחץ גבוה מתמירה לאנרגיה מכנית.
דיאגרמת קו של מתחם כוח
לאחר סיבוב להבי הטורבינה, הקיטור איבד את הלחץ הגבוה שלו, יוצא מהלהבים ונכנס למגנש.
במגנש, מים קרים מופעלים בעזרת משאבה שמגדגת את הקיטור הרטוב בלחץ נמוך.
המים המדגוגגים מסופקים למקלט מים בלחץ נמוך שבו הקיטור בלחץ נמוך מגביר את הטמפרטורה של מי ההאפה, הם מוארכים שוב במכל מים בלחץ גבוה שבו הקיטור בלחץ גבוה משמש להאצה.
בטורבינה של המתחם התרמי, היא פועלת כתנועה ראשית של האלטרנטור.
סקירה של מתחם כוח תרמי
תחנת כוח תרמית טיפוסית פועלת על מחזור המוצג להלן.
החומר המפעיל הוא מים וקיטור. זה נקרא מחזור ההאפה והקיטור. המחזור התרמודינמי האידיאלי אליו מתקרבת פעילות תחנת כוח תרמית הוא מחזור רנקין.
בקטרת הקיטור, המים מתחממים על ידי שריפת הדלק באוויר בתא, והפונקציה של הקטרת היא לתת קיטור סופר-מוכן יבש בטמפרטורה הנדרשת. הקיטור שנוצר משמש להנעה של טורבינות הקיטור.
הטורבינה מקושרת לגנרטור סינכרוני (בדרך כלל אלטרנטור סינכרוני שלושה פאזות), שמייצר אנרגיה חשמלית.
הקיטור המופל מהטורבינה מתאפשר להת kondensować się do wody w skraplaczu pary turbiny, co tworzy ssanie przy bardzo niskim ciśnieniu i umożliwia rozszerzenie pary w turbinie do bardzo niskiego ciśnienia.
Główne zalety działania z kondensacją to zwiększone wydobycie energii na kilogram pary, co zwiększa efektywność, oraz kondensat, który jest podawany ponownie do kotła, zmniejsza ilość świeżej wody zasilającej.
Kondensat wraz z małą ilością świeżej wody zasilającej jest ponownie podawany do kotła przez pompę (zwana pompą kotleczną).
W skraplaczu para jest skraplana przez wodę chłodzącą. Woda chłodząca cyrkuluje przez wieżę chłodniczą. To stanowi obwód wody chłodzącej.
Powietrze otoczenia wprowadzane jest do kotła po odfiltrowaniu pyłu. Ponadto spaliny z kotła są odprowadzane do atmosfery przez kominy. Te stanowią obwody powietrza i spalin.
Przepływ powietrza oraz również ciśnienie statyczne wewnątrz kotła parowego (zwane przepustem) utrzymywane są przez dwie wentylatory zwane Forced Draught (FD) i Induced Draught (ID).
Cały schemat typowej stacji termicznej wraz z różnymi obwodami przedstawiony jest poniżej.
Wewnątrz kotła znajduje się wiele wymienników ciepła, takich jak Ekonomiczny wymiennik ciepła, Ewaporator (nie pokazany na powyższym rysunku, jest to podstawowy układ rurek wodnych, tzn. obwód opadający-wznoszący), Nagrzewnica (czasami Nagrzewnica ponowna, przedgrzewacz powietrza są również obecne).
W ekonomicznym wymienniku ciepła woda zasilająca jest nagrzewana do znacznej temperatury przez pozostałe ciepło spalin.
Bęben kotła utrzymuje poziom dla naturalnej cyrkulacji mieszaniny dwufazowej (para + woda) przez rury wodne.
Istnieje także nagrzewnica, która pobiera ciepło ze spalin i podnosi temperaturę pary według potrzeb.
Efektywność stacji energetycznej termicznej lub elektrowni
Ogólna efektywność elektrowni parowej definiowana jest jako stosunek równoważnika cieplnego wyjścia elektrycznego do ciepła spalania węgla. Ogólna efektywność stacji energetycznej termicznej lub elektrowni waha się od 20% do 26% i zależy od mocy instalowanej.
