Soojusenergia tootmine

Soojusvõimukorra määratlus

Soojusvõimukord on defineeritud kui säilitis, mis toodab elektrit kasutades soojusenergia, peamiselt sõrmkivi põletamisel, et luua auru, mis käivitab turbiinid.

Soojusvõimukorra teooria

Soojusvõimukorra teooria on lihtne. Need laod kasutavad auruturbiine, mis on ühendatud alternatoritega, et toota elektrienergiat. Auru toodetakse kõrgepinge katelites.

Üldiselt kasutatakse Indias katelite kütuseks bituumi-sõrmkivi, must-kollase sõrmkivi ja türba. Bituumi-sõrmkivi, mis kasutatakse katelite kütuseks, sisaldab 8-33% volatiilset aine ja 5-16% tuha. Termilise efektiivsuse suurendamiseks kasutatakse katelites sõrmkivi pulbrikuju.

Sõrmkivi soojusvõimukorras toodetakse kõrgepinge auru katelites, kuna kütust (pulberdatud sõrmkivi) põletatakse katelite ahju. See auru läbib veel superahjus, kus see kuumeneb.

See superkuum auru jõuab siis turbiini ja keerutab turbiini lülitusi. Turbiin on mehaaniliselt nii seotud alternatoriga, et tema rotor keerub turbiini lülituste keerumisel.

Kui auru jõuab turbiini, langab selle rõhk kiiresti, mis põhjustab auru hooajast kasvu.Pärast energiaga turbiini rotorile andmist, läbib auru turbiini lülitustest kondensaatorisse.Kondensaatoris ringlevdub külm vesi pompiga, mis kondenseerib madalapinge võltsau.

See kondenseeritud vesi edastatakse edasi madalapinge veesooltöötlajas, kus madalapinge auru suurendab selle sööda vee temperatuuri; see kuumeneb uuesti kõrgepinge korral.Parima mõistmiseks vaatame, kuidas soojusvõimukord töötab:

• Esiteks põletatakse pulberdatud sõrmkivi katelite ahju.

• Katelite toodetakse kõrgepinge auru.

• See auru läbib superahjus, kus seda kuumendatakse veelgi.

• See superkuum auru jõuab siis turbiini kiiresti.

• Turbiinis auru jõud keerutab turbiini lülitusi, mis tähendab, et turbiinis kõrgepinge auru potentsiaalenergia muutub mehaaniliseks energiaks.

Võimukorra skeem

Pärast turbiini lülituste keerumist, kui auru on kaotanud oma kõrge rõhu, läbib see turbiini lülitustest ja jõuab kondensaatorisse.Kondensaatoris ringlevdub külm vesi pompiga, mis kondenseerib madalapinge võltsau.

See kondenseeritud vesi edastatakse edasi madalapinge veesooltöötlajas, kus madalapinge auru suurendab selle sööda vee temperatuuri, see kuumeneb uuesti kõrgepinge sooltes, kus kõrgepinge auru kasutatakse soojendamiseks.Turbiin soojusvõimukorras tegutseb alternatori päritoluks.

Soojusvõimukorra ülevaade

Tavaline soojusvõimukord töötab tsüklil, mis on näidatud allpool.

Töövool on vesi ja auru. Seda nimetatakse sööda vee ja aueratsionaalsed tsükli. Ideaalne termodynaamiline tsükkel, millele soojusvõimukorra töö lähedalt vastab, on Rankine'i tsükkel.

Katelite kuumendatakse sõrmkivi põletamisel õhus katelite ahju, ja katelite ülesanne on anda kuiv superkuum auru vajalikul temperatuuril. Nii toodetud auru kasutatakse auruturbiinide käivitamiseks.

See turbiin on ühendatud sinkroonse generaatoriga (tavaliselt kolmfaasiline sinkroonse alternator), mis toodab elektrit.

Turbiinist välja saanud auru lastakse kondenseeruda vette turbiini kondensaatoris, mis loob väga madala rõhu ja lubab aueratseerida turbiinis väga madala rõhu korral.

Kondenseerimise peamised eelised on suurem energia kogus, mida ekstraktitakse kilogrammi auru kohta, mis suurendab efektiivsust, ja kondenseeritud vesi, mida edastatakse tagasi katelisse, vähendab uue sööda vee koguse.

Kondenseeritud vesi koos mõnede uute sööda veega edastatakse katelisse pompi (katelite sööda pomp) abil.

Kondensaatoris kondenseeritakse auru jahedama vee abil. Jahed vesi taaskasutatakse jahetornis. See moodustab jahemahu tsükli.

Katelite ahju lubatakse sisse sügavöödilt puhas õhk. Samuti lahkuvad katelite ahjult tuhaste gaasid ja need eraldatakse atmosfääri kaudu purkides. Need moodustavad õhu ja tuhaste gaaside tsüklid.

Õhu voog ja ka statiline rõhk katelite ahjus (nimetatud draught) hooldatakse kahe ventilaatoriga, nimelt Forced Draught (FD) ventilaator ja Induced Draught (ID) ventilaator.Tavaline soojusvõimukorra skeem koos erinevate tsüklitega on näidatud allpool.

Katelite ahjus on mitmeid soojuseksplikaatoreid, näiteks ökonoomija, evaporeerija (ei ole näidatud joonisel, see on põhiliselt vee putukad, st alla- ja ülesminekute tsükkel), superahju (kadega reheater, õhupreheeter võivad olla ka kohal).

Ökonoomijas kuumeneta sööda vett oluliselt tuhaste gaaside järgse soojusega.Katelite trommel hoiab kõveruse loodusliku tsirkulatsiooni kahefaasises seguna (auru + vesi) vee putukates.On ka superahju, mis võtab soojust tuhaste gaasidelt ja suurendab auru temperatuuri vajalikuks.

Soojusvõimukorra efektiivsus

Soojusvõimukorra üldine efektiivsus defineeritakse elektritoodangu soojusekvivalendi suhteena sõrmkivi põletamise soojusega. Soojusvõimukorra üldine efektiivsus varieerub 20%-26% ja see sõltub lao võimsusest.

Soojusvõimukorra eelised

Soojusvõimukorra eelised hõlmavad:

• Ealammas kui mõni muu tootmislaos.

• Vaja on vähem maa kui vedelikulõikel.

• Kuna peamiselt kasutatakse sõrmkivi, mille hind on palju odavam kui bensiini/diesli, siis tootmise kulu on majanduslik.

• Hooldus on lihtsam.

• Soojusvõimukordi saab paigutada igas asukohas, kus on transpordi ja suurte vee kogused.

Soojusvõimukorra puudused

Soojusvõimukorra puudused hõlmavad:

• Soojusvõimukorra töötoetus on võrdlusega kõrge, kuna kütus, hooldus jne.

• Suur mahul suitsu põhjustab õhukvalitsemist. Soojusvõimukord on vastutav globaalse soojenemise eest.

• Soojusvõimukordidest tulenev soojendunud vesi mõjutab negatiivselt vees elavaid olendeid ja häirib ökosüsteemi.

• Soojusvõimukorra üldine efektiivsus on madal, näiteks vähem kui 30%.