Hőenergia-termelés

Hőerőmű definíció

A hőerőmű olyan létesítmény, amely hőenergiát használ (főleg szén égéséből) pára termelésére, ami vezérli a törvényeket.

Hőerőmű működésének elmélete

A hőerőműk működésének elmélete egyszerű. Ezek a létesítmények páratörlő gépeket használnak alternátorokhoz kapcsolva villamos energiatermelésre. A pára magas nyomású kazánban készül.

Általában Indiában bituminóz szén, barna szén és turba használatos a kazán üzemanyagaként. A bituminóz szénben a szenvedékeny anyag aránya 8-33%, a hamuvagynyi rész 5-16%. A hőmérsékleti hatékonyság növelése érdekében a szén porformában használják a kazánban.

Egy széntüzelésű hőerőműben a pára magas nyomásban jön létre a gőztetőben, ahol a szénpor ég a kazán forróterében. Ez a pára tovább melegszik a túlzottmelegítőben.

Ez a túlzottan melegített pára bekerül a törvénybe, és elfordulja a törvénylapokat. A törvény mechanikusan úgy van összekapcsolva egy alternátorral, hogy a rotor forgása a törvénylapok forgása során is megtörténjen.

Amikor a pára bekerül a törvénybe, a nyomása gyorsan csökken, miután adta át az energiát a törvény rotorának, majd a pára kikerül a kondenzátorba.A kondenzátorban hideg víz cirkulál egy pumpa segítségével, ami a alacsony nyomású nedves párt kondenzálja.

Ez a kondenzált víz továbbá beszállítódik egy alacsony nyomású vízmelegítőbe, ahol az alacsony nyomású pára melegíti ezt a tápláló vizet, majd újra magas nyomásra melegítik.Jobb megértés érdekében bontsuk le a hőerőmű működésének lépéseit:

• Először, a porformában lévő szén ég a gőztető forróterében.

• Magas nyomású pára jön létre a kazánban.

• Ez a pára áthalad a túlzottmelegítőn, ahol tovább melegszik.

• Ez a túlzottan melegített pára nagy sebességgel kerül a törvénybe.

• A törvényben a pára erője elfordítja a törvénylapokat, azaz itt a törvényben a magas nyomású pára tárolt potenciális energiája mechanikai energiává alakul.

Erőmű sémája

Miután a törvénylapok elfordultak, a pára elveszíti a magas nyomását, kikerül a törvénylapokból, és bekerül a kondenzátorba.A kondenzátorban hideg víz cirkulál egy pumpa segítségével, ami a alacsony nyomású nedves párt kondenzálja.

Ez a kondenzált víz továbbá beszállítódik egy alacsony nyomású vízmelegítőbe, ahol az alacsony nyomású pára melegíti ezt a tápláló vizet, majd újra magas nyomásra melegítik.A törvény a hőerőműben az alternátor fő mozgatóereje.

Hőerőmű áttekintése

Egy tipikus hőerőmű egy cikluson működik, amelyet látunk lentebb.

A működési folyadék víz és pára. Ez a táplálóvíz és pára ciklus. A hőerőmű működését közelítő ideális termodinamikai ciklus a Rankine-ciklus.

A gőztetőben a víz melegszik a szén égése során, és a kazán feladata, hogy száraz, túlzottan melegített párt adjon a szükséges hőmérsékleten. Az így készült pára a páratörlő gépeket vezérli.

Ez a törvény össze van kapcsolva egy szinkron generátorral (általában háromfázisú szinkron alternátor), ami villamos energiát termel.

A törvényből kibocsátott pára visszaállítódik vízzé a törvény kondenzátorában, ami nagyon alacsony nyomás mellett húzást hoz létre, és lehetővé teszi a pára nagyon alacsony nyomásig való kiterjeszkedését.

A kondenzáló működés fő előnyei a kilogrammonkénti párból kivonható energia mennyiségének növekedése, ami növeli a hatékonyságot, és a kondenzált víz, amit újra a kazánba beszállítanak, csökkenti a friss táplálóvíz mennyiségét.

A kondenzált víz és némi friss táplálóvíz újra beszállítódik a kazánba egy pumpa (kazán táplálópumpa) segítségével.

A kondenzátorban a pára lehűl a hűtővíz segítségével. A hűtővíz ciklikusan visszaforgatódik a hűtőtoronyon keresztül. Ez alkotja a hűtővíz cirkulációs rendszerét.

A környezeti levegő szennyezettségellenőrzés után beengedik a kazánba. A kazánból kibocsátott lánggáz pedig a légkörbe szállítódik a csővezetékekkel. Ezek alkotják a levegő és lánggáz cirkulációs rendszereket.

A levegő folyása és a gőztetőben (szívás) belül tartott statikus nyomás két ventilátor, a Kényszerített Szívás (FS) ventilátor és az Indukált Szívás (IS) ventilátor segítségével fenntartja. Egy tipikus hőerőmű teljes sémája és különböző cirkulációs rendszerei látványosan láthatók lentebb.

A kazánban különböző hőcserélők találhatók, mint például a gazdaságosító, a szárazító (ami nem látható a képen, de alapvetően a vízvezetékek, azaz a leszálló emelő cirkulációs rendszer), a túlzottmelegítő (néha a visszamelegítő, a levegő előmelegítő is jelen van).

A gazdaságosítóban a táplálóvíz jelentős mértékben melegszik a lánggáz maradék hőjével.A kazán tartálya természetes cirkulációt biztosít a két fázisú keverék (pára + víz) vizvezetékeken keresztül.Van még egy túlzottmelegítő, amely a lánggáz hőjét veszi fel, és a pára hőmérsékletét a szükségesre emeli.

Hőerőmű hatékonysága

A páratörlő erőmű vagy hőerőmű teljes hatékonysága a villamos kimenet hőegyenértékének és a szén égésének hőjének arányaként definiálható. A hőerőmű vagy erőmű teljes hatékonysága 20%-26% között változik, és függ a telep kapacitásától.

Hőerőmű előnyei

A hőerőmű előnyei a következők:

• Költséghatékony kezdeti költségek más generációs létesítményekhez képest.

• Kevesebb területre van szükség, mint a vízerőműveknél.

• Mivel a szén a fő üzemanyag, és annak költsége sokkal olcsóbb, mint a benzin vagy a dizel, ezért a termelés költséghatékony.

• A karbantartás könnyebb.

• A hőerőműveket akkor is telepíthetik, ha a szállítás és a víz nagy mennyisége elérhető.

Hőerőmű hátrányai

A hőerőmű hátrányai a következők:

• A hőerőmű üzemeltetési költségei viszonylag magasak, mert üzemanyag, karbantartás stb. miatt.

• A nagy mennyiségű füst a levegő szennyezését okozza. A hőerőmű a globális felmelegedésért is felelős.

• A hőerőműkből származó meleg víz negatív hatással van a vízi élővilágra, és zavarja az ökoszisztémát.

• A hőerőmű teljes hatékonysága alacsony, mint például 30%-nál kevesebb.