Siltums elektrības stacija definīcija
Siltums elektrības stacija definēta kā iekārta, kas ražo elektroenerģiju, izmantojot siltumu, galvenokārt no uglekoku degšanas, lai veidotu pārsteigumu, kas palaista turbinās.
Siltuma elektrības stacijas teorija
Siltuma elektrības stacijas teorija ir vienkārša. Šīs stacijas izmanto pārsteiguma turbinas, kas savienotas ar alternatoriem, lai ģenerētu elektroenerģiju. Pārsteigs tiek ražots augspiedesļa katlās.
Vispārīgi Indijā, kā katlu degvielu tiek izmantota bituminozā ugle, brūnais uglekoks un tōrs. Bituminozajā uglekoka, kas izmantots kā katla degviela, atrodams 8 līdz 33% volatīvs materiāls un 5 līdz 16% dūmu daudzums. Lai paaugstinātu termisko efektivitāti, uglekoks katlā tiek izmantots pulverformā.
Uglekoku siltuma elektrības stacijā pārsteigs tiek ražots augspiedesļa katlā, jo degviela (pulverizēts uglekoks) deg katlu kurpnes. Šis pārsteigs tiek vēl vairāk uzkarstināts superuzkarstītājā.
Šis superuzkarstinātais pārsteigs tad ienāk turbinā un pagriež turbinas lapas. Turbina ir mehāniski savienota ar alternatoru tā, ka tā rotorā rotācija notiek līdz ar turbinas lapu rotāciju.
Kad pārsteigs ienāk turbīnā, tā spiediens strauji samazinās, padarot pārsteiga tilpumu lielāku.Pēc enerģijas nodrošināšanas turbīnas rotoram, pārsteigs nonāk no turbinas lapām kondensatorā.Kondensatorā ar pompas palīdzību cirkulē saldena ūdens, kas kondensē zemspiedesļa mitro pārsteigu.
Šis kondensētais ūdens tiek papildus sniegts zemspiedesļa ūdens sildītājam, kur zemspiedesļa pārsteigs palielina šīs barošanas ūdens temperatūru; tas tiek vēlreiz sildīts augspiedesļa apstākļos.Lai labāk saprastu, aplūkosim, kā darbojas siltuma elektrības stacija:
Pirmais, pulverizētais uglekoks tiek degts katla kurpnē.
Augspiedesļa pārsteigs tiek ražots katlā.
Šis pārsteigs tiek pārnest caur superuzkarstītāju, kur tas tiek vēl vairāk uzkarstināts.
Šis superuzkarstinātais pārsteigs tad ienāk turbinā ar augsto ātrumu.
Turbīnā šis pārsteiga spēks pagriež turbinas lapas, tātad turbīnā saglabātā augspiedesļa pārsteiga potenciālā enerģija tiek pārvērsta mehāniskā enerģijā.
Elektrības stacijas shēma
Pagriežot turbinas lapas, pārsteigs zaudē savu augsto spiedienu, iziet no turbinas lapām un nonāk kondensatorā.Kondensatorā ar pompas palīdzību cirkulē saldena ūdens, kas kondensē zemspiedesļa mitro pārsteigu.
Šis kondensētais ūdens tiek papildus sniegts zemspiedesļa ūdens sildītājam, kur zemspiedesļa pārsteigs palielina šīs barošanas ūdens temperatūru, tā tiek vēlreiz sildīta augspiedesļa sildītājā, kur augspiedesļa pārsteiga sildīšanai tiek izmantots augsts spiediens.Turbīna siltuma elektrības stacijā darbojas kā alternatora pamatgriezveids.
Siltuma elektrības stacijas pārskats
Parastā siltuma elektrības stacija darbojas ciklā, kas parādīts zemāk.
Darba šķidruma ir ūdens un pārsteigs. Tas saukts par barošanas ūdeni un pārsteiga ciklu. Ideālais termodinamiskais cikls, kam tuvu darbojas siltuma elektrības stacija, ir Rankina cikls.
Katlas ūdens tiek uzkarstināts, degot degvielu gaisā katlas kurpnes, un katlas funkcija ir sniegt sausu superuzkarstināto pārsteigu nepieciešamā temperatūrā. Tā ražotais pārsteigs tiek izmantots, lai palaistu pārsteiga turbinas.
Šī turbinas ir savienota ar sinhrono ģeneratoru (parasti trīsfāzes sinhrono alternatoru), kas ģenerē elektroenerģiju.
Turbīnā noņemtais pārsteigs tiek ļauts kondensēties ūdenī turbīnas pārsteiga kondensatorā, kas radīt mazāko spiedienu un ļauj pārsteiga izplešanos līdz ļoti mazam spiedienam.
Kondensēšanas darbības galvenie priekšrocības ir pieaugusi enerģijas daudzums, kas izņemts no kg pārsteiga, un tādējādi efektivitāte, un kondensāts, kas ievadīts katlā atkal, samazina jauna barošanas ūdens daudzumu.
Kondensāts kopā ar dažiem jauniem barošanas ūdens papildinājumiem tiek atkal ievadīts katlā ar pompu (saucama par katla barošanas pompou).
Kondensatorā pārsteigs tiek kondensēts, dzesot to ar ūdeni. Dzesēšanas ūdens reciklē pa dzesēšanas torni. Tas veido dzesēšanas ūdens ciklu.
Apakšējais gaiss tiek ļauts ienākt katlā pēc putekļu filtrācijas. Arī dūmi, kas dodas no katlas, tiek izmeti atmosfērā caur smēķu tubām. Tas veido gaismu un dūmu ciklus.
Gaismu plūsmu un arī statisku spiedienu katlā (saucams par sprausmu) uztur divas ventilators, sauktas Piespiestā sprausma (FD) ventilators un Izvērstā sprausma (ID) ventilators.Typiska siltuma elektrības stacijas vispārējais plāns kopā ar dažādiem cikliem ir attēlots zemāk.
Katlas iekšpusē ir dažādi siltuma maiņas ierīces, piemēram, Ekonomizators, Evaporators (nav attēlots augšējā figūrā, tā būtībā ir ūdens rūpniecības trubas, t.i. nolaides celšanas cikls), Superuzkarstītājs (dažreiz arī Reheater, gaisa preuzkarstītājs arī var būt klāt).
Ekonomizatorā barošanas ūdens tiek sildīts būtisku daudzumu ar palikušo dūmu siltumu.Katlas truba uztur virsbūti dabiskai divfāzes mikses (pārsteigs + ūdens) cirkulācijai caur ūdens trubām.Turklāt ir arī Superuzkarstītājs, kas arī ņem siltumu no dūmiem un paaugstina pārsteiga temperatūru, kā nepieciešams.
Siltuma elektrības stacijas vai rīka efektivitāte
Pārsteiga enerģijas stacijas kopējā efektivitāte definēta kā elektroenerģijas izvades siltuma ekvivalents attiecība pret uglekoka siltuma degradāciju. Siltuma elektrības stacijas vai rīka kopējā efektivitāte mainās no 20% līdz 26%, un tā atkarīga no stacijas jaudas.
Siltuma elektrības stacijas priekšrocības
Siltuma elektrības stacijas priekšrocības ietver:
Izmaksas ir ekonomiskas ar zemu sākotnējo izmaksu, nekā jebkurā citā ģenerēšanas ierīcē.
Zemes platība, kas nepieciešama, ir mazāka nekā hidroelektrostacijai.
Jo uglekoks ir galvenā degviela, un tā cena ir diezgan lēta salīdzinājumā ar benzīnu/dīzeldegvielu, tāpēc ražošanas izmaksas ir ekonomiskas.
Uzturēšana ir vieglāka.
