Nhà máy phát điện nhiệt hoặc Trạm phát điện nhiệt
Nhà máy nhiệt điện là gì?
Nhà máy phát điện nhiệt hoặc nhà máy nhiệt điện là nguồn điện thông thường nhất. Nhà máy nhiệt điện cũng được gọi là nhà máy nhiệt điện chạy than và nhà máy tua-bin hơi nước.
Hãy cùng tìm hiểu cách hoạt động của nhà máy nhiệt điện.
Lý thuyết về nhà máy nhiệt điện
Lý thuyết về nhà máy nhiệt điện hoặc cách hoạt động của nhà máy nhiệt điện rất đơn giản. Một nhà máy phát điện chủ yếu bao gồm máy phát điện xoay chiều chạy bằng sự hỗ trợ của tua-bin hơi nước. Hơi nước được lấy từ nồi hơi áp suất cao.
Tổng thể ở Ấn Độ, than bituminous, than nâu và peat được sử dụng làm nhiên liệu cho nồi hơi. Than bituminous được sử dụng làm nhiên liệu cho nồi hơi có chất dễ bay hơi từ 8 đến 33% và hàm lượng tro từ 5 đến 16%. Để tăng hiệu suất nhiệt, than được sử dụng trong nồi hơi dưới dạng bột.
Trong nhà máy nhiệt điện chạy than, hơi nước được sản xuất ở áp suất cao trong nồi hơi do đốt cháy nhiên liệu (than nghiền) trong lò nồi hơi. Hơi nước này sau đó được siêu nóng trong siêu hâm.
Hơi nước siêu nóng này sau đó đi vào tua-bin và quay các cánh tua-bin. Tua-bin được kết nối cơ học với máy phát điện sao cho rotor của nó sẽ quay theo sự quay của các cánh tua-bin.
Sau khi đi vào tua-bin, áp suất hơi nước đột ngột giảm và thể tích tương ứng của hơi nước tăng lên.
Sau khi truyền năng lượng cho rotor tua-bin, hơi nước đi ra khỏi các cánh tua-bin vào bình ngưng.
Trong bình ngưng, nước lạnh được tuần hoàn với sự hỗ trợ của một bơm, giúp ngưng tụ hơi nước áp suất thấp.
Nước ngưng tụ này sau đó được cung cấp cho bộ gia nhiệt áp suất thấp, nơi hơi nước áp suất thấp tăng nhiệt độ của nước cấp này; nó lại được gia nhiệt ở áp suất cao.
Để hiểu rõ hơn, chúng tôi trình bày từng bước chức năng của nhà máy nhiệt điện như sau,
Đầu tiên, than nghiền được đốt trong lò nồi hơi.
Hơi nước áp suất cao được sản xuất trong nồi hơi.
Hơi nước này sau đó đi qua siêu hâm, nơi nó được gia nhiệt thêm.
Hơi nước siêu nóng này sau đó đi vào tua-bin ở tốc độ cao.
Trong tua-bin, lực của hơi nước này quay các cánh tua-bin, nghĩa là ở đây trong tua-bin, năng lượng tiềm năng được lưu trữ của hơi nước áp suất cao được chuyển đổi thành năng lượng cơ học.
Sơ đồ đường dây của nhà máy điện
Sau khi quay các cánh tua-bin, hơi nước đã mất áp suất cao, đi ra khỏi các cánh tua-bin và đi vào bình ngưng.
Trong bình ngưng, nước lạnh được tuần hoàn với sự hỗ trợ của một bơm, giúp ngưng tụ hơi nước áp suất thấp.
Nước ngưng tụ này sau đó được cung cấp cho bộ gia nhiệt áp suất thấp, nơi hơi nước áp suất thấp tăng nhiệt độ của nước cấp này, sau đó lại được gia nhiệt trong bộ gia nhiệt áp suất cao, nơi áp suất cao của hơi nước được sử dụng để gia nhiệt.
Tua-bin trong nhà máy nhiệt điện đóng vai trò là động cơ chính của máy phát điện xoay chiều.
Tổng quan về nhà máy nhiệt điện
Một nhà máy nhiệt điện điển hình hoạt động theo chu kỳ được hiển thị dưới đây.
Chất làm việc là nước và hơi nước. Đây được gọi là chu kỳ nước cấp và hơi nước. Chu kỳ nhiệt động lý tưởng mà hoạt động của nhà máy nhiệt điện gần giống là chu kỳ Rankine.
Trong nồi hơi, nước được đun sôi bằng cách đốt nhiên liệu trong không khí trong lò, và chức năng của nồi hơi là cung cấp hơi nước siêu nóng khô ở nhiệt độ yêu cầu. Hơi nước được tạo ra được sử dụng để vận hành tua-bin hơi nước.
Tua-bin này được kết nối với máy phát đồng bộ (thường là máy phát điện ba pha), tạo ra năng lượng điện.
Hơi nước thải từ tua-bin được cho phép ngưng tụ thành nước trong bình ngưng hơi của tua-bin, tạo ra hút ở áp suất rất thấp và cho phép hơi nước trong tua-bin mở rộng đến áp suất rất thấp.
Các ưu điểm chính của hoạt động ngưng tụ là lượng năng lượng được trích xuất mỗi kg hơi nước tăng lên và do đó tăng hiệu quả, và nước ngưng tụ được cung cấp vào nồi hơi lại giảm lượng nước cấp mới.
Nước ngưng tụ cùng với một lượng nhỏ nước cấp mới được cung cấp vào nồi hơi bởi một bơm (gọi là bơm cấp nồi hơi).
Trong bình ngưng, hơi nước được ngưng tụ bằng nước làm mát. Nước làm mát được tái chế qua tháp làm mát. Điều này tạo thành mạch nước làm mát.
Không khí xung quanh được cho phép vào nồi hơi sau khi lọc bụi. Ngoài ra, khí thải từ nồi hơi được thải ra môi trường qua ống khói. Điều này tạo thành mạch không khí và khí thải.
Luồng không khí và áp suất tĩnh bên trong nồi hơi hơi nước (gọi là hút) được duy trì bởi hai quạt gọi là quạt hút ép (FD) và quạt hút dẫn (ID).
Bản đồ tổng thể của một nhà máy nhiệt điện điển hình cùng với các mạch khác được minh họa dưới đây.
Trong nồi hơi, có nhiều thiết bị trao đổi nhiệt, ví dụ: Economizer, Evaporator (không được hiển thị trong hình trên, nó chủ yếu là ống nước, tức là mạch xuống lên), Super Heater (đôi khi Reheater, air preheater cũng có mặt).
Trong Economiser, nước cấp được gia nhiệt đáng kể bởi nhiệt còn lại của khí thải.
Thùng chứa nồi hơi duy trì đầu cho sự tuần hoàn tự nhiên của hỗn hợp hai pha (hơi + nước) qua ống nước.
Cũng có Super Heater lấy nhiệt từ khí thải và tăng nhiệt độ của hơi nước theo yêu cầu.
Hiệu suất của nhà máy nhiệt điện
Hiệu suất tổng thể của nhà máy điện hơi nước được định nghĩa là tỷ lệ giữa nhiệt lượng tương đương của sản lượng điện và nhiệt lượng của quá trình đốt cháy than. Hiệu suất tổng thể của nhà máy nhiệt điện thay đổi từ 20% đến 26% và phụ thuộc vào công suất của nhà máy.
