Generatio Thermica

Definitio Thermicae Stationis Electricitatis

Thermica statio electricitatis definitur ut facilis quae electricitatem generat per usum caloris, praecipue ex comburentibus carbonibus, ad vaporis productionem qui turbines movet.

Theoria Thermicae Stationis Electricitatis

Theoria thermicarum stationum simpliciter est. Hae stationes turbines ad alternatores connectunt ad electricitatem generandam. Vapor in caldariis sub alta pressione producitur.

Generaliter in India, carbo bituminosus, carbo brunneus et turfa ut materia combustibilis caldarii adhibentur. Carbo bituminosus, qui ut materia combustibilis caldarii adhibetur, habet materiam volatilem a 8 ad 33% et cinerem a 5 ad 16%. Ad efficientiam thermicam auctam, carbo in pulverem redactus in caldario adhibetur.

In statione thermica carbone alimentata, vapor sub alta pressione in caldario producitur propter combustionem materiae combustibilis (carbonis pulverulentum) in fornacibus. Hic vapor ulterius supercaleficitur in supercalorifero.

Hic vapor supercalidus tunc turbine intrat et lamellas turbines movet. Turbina ita cum alternatore mechaniciter copulatur ut rotor eius cum rotatione lamellarum turbines roteget.

Cum vapor turbine intrat, eius pressio celeriter decidit, causans voluminis vapore incrementum. Post impartmentem energiae rotori turbines, vapor ex turbine lamellis in condensorem transit. In condensore, aqua frigida per pompam circulatur, quae vaporem humidum sub bassa pressione condensat.

Haec aqua condensata deinde ad calefactorium aquae sub bassa pressione supplentur, ubi vapor sub bassa pressione temperaturam huius aquae cibariae auctam facit; iterum sub alta pressione calefit. Ut melius intellegamus, dissecemus passus quomodo operatur thermica statio electricitatis:

• Primum, carbo pulverulentus in fornacem caldarii incenditur.

• Vapor sub alta pressione in caldario producitur.

• Hic vapor tunc per supercaloriferum transit, ubi ultra calefit.

• Hic vapor supercalidus tunc turbine ad altam velocitatem intrat.

• In turbine, haec vis vapore rotat lamellas turbines, id est, hic in turbine potentia energy vapore sub alta pressione in mechanica energy convertitur.

Diagramma Lineare Stationis Electricitatis

Post rotationem lamellarum turbines, vapor suam altam pressionem amittit, ex turbine emittitur et in condensorem intrat. In condensore, aqua frigida per pompam circulatur, quae vaporem humidum sub bassa pressione condensat.

Haec aqua condensata deinde ad calefactorium aquae sub bassa pressione supplentur, ubi vapor sub bassa pressione temperaturam huius aquae cibariae auctam facit, tunc rursus in calefactorio sub alta pressione calefit, ubi vaporis alta pressio ad calefactionem utitur. Turbina in statione thermica agit ut primarius motor alternatoris.

Synopsis Thermicae Stationis Electricitatis

Typica thermica statio electricitatis operatur in cyclus, qui infra demonstratur.

Fluidum operativum est aqua et vapor. Hoc dicitur cycle aquae cibariae et vapore. Idealiter thermodynamicus cyclus cui operatio thermicae stationis electricitatis similis est, est cyclus Rankini.

In caldario, aqua calefit per combustionem materiae combustibilis in aere in fornace, et functio caldarii est dare vaporem supercalidum secundum necessitatem. Vapor sic productus ad turbines vapore motrices utitur.

Hic turbine copulatur ad generator synchronus (saepissime alternator triphasicus), qui energiam electricam generat.

Vapor exhaustus a turbine permittitur in condensorem vapore turbines, qui suctionem ad valde bassa pressione creat et expansionem vapore in turbine ad valde bassam pressionem permittit.

Principalia beneficia operationis condensationis sunt quantitas maior energiae extractae per kg vapore et sic efficientia aucta, et condensatum, quod in caldarium rursus mittitur, minuit quantitatem novae aquae cibariae.

Condensatum cum aliquo novo aquae cibariae rursus in caldarium per pompam (vocatur pompa caldarii) mittitur.

In condensatore, vapor per aquam refrixiva condensatur. Aqua refrixiva recirculat per turrim refrixivam. Hoc circuitum aquae refrixivae constituit.

Aer ambientis post filtrationem pulvis admissus est in caldarium. Eodem modo, fumus ex caldario exit et in atmosphaeram per tubos emissivos exhaustus est. Haec circuitus aeris et fumi constituit.

Fluxus aeris et etiam pressio statica intra caldarium (vocatur trahens) duobus fanis, vocantur Fanus Trahens Coactus (FTC) et Fanus Trahens Inductus (FTI), sustinetur. Schema totum typicae stationis thermicae electricitatis cum diversis circuitibus infra illustratur.

Intra caldarium, varii calefactores, viz. economizator, evaporator (non ostenditur in figura supra, est enim tubi aquae, i.e. circuitus descendentis ascendentisque), supercalorifer (interdum recalefactor, praeheater aeris quoque presentes sunt).

In economizatore aqua cibaria considerabiliter calefit per reliquam calorem fumi. Tympanum caldarii caput tenet pro circulatione naturali mixturae biphasicae (vapor + aqua) per tubos aquae. Supercalefactor quoque est, qui calorem ab fumo accipit et temperaturam vapore secundum necessitatem auctam facit.

Efficientia Thermicae Stationis Electricitatis vel Plantae

Efficientia generalis stationis vapore motrice definitur ut ratio calorifici equivalentis output electrici ad calorem combustionis carbonis. Efficientia generalis stationis thermicae electricitatis vel plantae variat a 20% ad 26% et pendet a capacitatis stationis.

Beneficia Thermicae Stationis Electricitatis

Beneficia thermicae stationis electricitatis includunt:

• Economica pro parvo costu initiatorio praeter omnes alias plantas generantes.

• Territorium requirit minus quam planta hydroelectricitatis.

• Cum carbo sit principium combustibile et eius pretium sit multum vilior quam petrolae/dieseli, ergo costus generationis est economicus.

• Maintenimentum facilius est.

• Plantae thermicae electricitatis possunt in loco quocunque instaurari ubi transportatio et magnus aquae copia sunt disponibiles.

Inconvenientia Thermicae Stationis Electricitatis

Inconvenientia thermicae stationis electricitatis includunt:

• Costus operativus pro statione thermica comparativus est altus propter materiae combustibilis, maintenimentum, etc. 

• Magna fumus causa pollutionis aeris. Statio thermica responsabilis est pro globali calefactione.

• Aqua calefacta, quae ex stationibus thermicis provenit, effectum adversum habet in vita aquatica et disturbat ecologiam.

• Efficientia generalis stationis thermicae est bassa, sicut minus quam 30%.