Термічна електростанція або теплова електростанція

Що таке теплова електростанція?

Тепловий енергетичний завод або теплова електростанція є найпоширенішим джерелом електроенергії. Тепловий енергетичний завод також називають вугільною теплою електростанцією та парово-турбінною електростанцією.

Давайте розглянемо, як працює теплова електростанція.

Теорія теплової електростанції

Теорія теплових електростанцій або принцип їх роботи дуже простий. Енергетичний завод головним чином складається з альтернатора, який працює за допомогою парової турбіни. Пару отримують високотискових котлах.

Зазвичай в Індії використовують бітуміновий вугіль, буряковий вугіль і торф як паливо для котла. Бітуміновий вугіль, який використовується як паливо для котла, містить леткі речовини від 8 до 33% та золу від 5 до 16%. Для підвищення термічної ефективності вугіль використовують у вигляді порошку.

На вугільній тепловій електростанції пару виробляють при високому тиску в паровому котлі завдяки спалюванню палива (порошкового вугілля) у печі котла. Ця пар подальше нагрівається в супергрилі.

Ця перегріта пар потім входить в турбіну і обертає лопатки турбіни. Турбіна механічно з'єднана з альтернатором, таким чином, що його ротор буде обертатися разом з лопатками турбіни.

Після входу в турбіну тиск пари швидко падає, а відповідний обсяг пари збільшується.

Після передачі енергії ротору турбіни, пар проходить через лопатки турбіни в конденсатор.

У конденсаторі циркулює холодна вода за допомогою насоса, яка конденсує низькотискову вологу пару.

Ця конденсована вода подальше поставляється в нагрівач низького тиску, де низькотискова пар підвищує температуру цієї води; вона знову нагрівається при високому тиску.

Для кращого розуміння ми надамо кожен крок функціонування теплої електростанції наступним чином,

1. Спочатку розмолотий вугіль спалюється у печі парового котла.

2. В котлі виробляється пар при високому тиску.

3. Цей пар потім проходить через супергриль, де він подальше нагрівається.

4. Ця перегріта пар потім входить в турбіну з високою швидкістю.

5. У турбіні цей паровий напір обертає лопатки турбіни, тобто тут в турбіні збережена потенційна енергія високотискової пари перетворюється на механічну енергію.

Лінійна схема електростанції

1. Після обертання лопаток турбіни, пар втрачає свій високий тиск, виходить з лопаток турбіни і входить в конденсатор.

2. У конденсаторі циркулює холодна вода за допомогою насоса, яка конденсує низькотискову вологу пару.

3. Ця конденсована вода подальше поставляється в нагрівач низького тиску, де низькотискова пар підвищує температуру цієї води, вона знову нагрівається в нагрівачі високого тиску, де високий тиск пару використовується для нагріву.

4. Турбіна в тепловій електростанції виступає як основний двигун альтернатора.

Огляд теплової електростанції

Типова теплова електростанція працює на циклі, який показаний нижче.

Робоча рідина - вода та пар. Це називається циклом води та пару. Ідеальний термодинамічний цикл, до якого найбільш схоже функціонування теплої електростанції, - це цикл Ренкіна.
У паровому котлі вода нагрівається за допомогою спалювання палива в повітрі у печі, і функція котла полягає у тому, щоб давати сухий перегрітий пар при необхідній температурі. Пар, отриманий таким чином, використовується для приводу парових турбін.

Ця турбіна з'єднана з синхронним генератором (зазвичай трифазним синхронним альтернатором), який генерує електричну енергію.

Вичерпний пар з турбіни дозволяється конденсуватися в воду в паровому конденсаторі турбіни, що створює засмучення при дуже низькому тиску і дозволяє розширення пару в турбіні до дуже низького тиску.

Основні переваги конденсаційного процесу полягають у збільшеній кількості енергії, яка виділяється на кг пару, і, таким чином, збільшенні ефективності, а також конденсат, який подається в котел знову, зменшує кількість свіжої води.

Конденсат разом з невеликою кількістю свіжої води знову подається в котел за допомогою насоса (називається насосом підачі води в котел).

У конденсаторі пар конденсується за допомогою охолоджувальної води. Охолоджувальна вода циркулює через вежу охолодження. Це становить контур охолоджувальної води.

Навколишній повітря дозволяється входити в котел після фільтрації пилу. Також гази, що виходять з котла, викидаються в атмосферу через димарі. Це становить контури повітря та газів.

Потік повітря та статичний тиск всередині парового котла (називається димованням) підтримується двома вентиляторами, які називаються Примусове димовання (FD) і Індуктивне димовання (ID).

Загальна схема типової теплової електростанції разом з різними контурами показана нижче.

Всередині котла є різні теплообмінники, а саме: Економайзер, Евапоратор (не показано на малюнку, це, по суті, водяні труби, тобто контур опускання-підйому), Супергриль (іноді Рехітер, попередній нагрівач повітря також присутні).

У економайзері вода нагрівається значно залишковим теплом димових газів.

Барабан котла підтримує рівень для природної циркуляції двофазної суміші (пар + вода) через водяні труби.