ताप उत्पादन
तापीय विद्युत संयन्त्रको परिभाषा
तापीय विद्युत संयन्त्रलाई एउटा संस्थाको रूपमा परिभाषित गरिन्छ जो ऊष्मा ऊर्जाको प्रयोग गरेर, मुख्यतया कोयला बर्न गरेर, भाप उत्पन्न गर्छ जसले टर्बाइनहरूलाई चलाउँछ।
तापीय विद्युत संयन्त्रको सिद्धान्त
तापीय विद्युत संयन्त्रको सिद्धान्त सरल छ। यी संयन्त्रहरू विद्युत उत्पन्न गर्न भाप टर्बाइनहरूलाई अल्टर्नेटरसँग जोडिन्छन्। भाप उच्च दबावको बायलरमा उत्पन्न हुन्छ।
सामान्यतया भारतमा, बिट्युमिनस कोयला, ब्राउन कोयला र पीट बायलरको लागि ईंधनको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। बिट्युमिनस कोयलामा 8 देखि 33% को व्यापक पदार्थ र 5 देखि 16% को राख सामग्री हुन्छ। ऊष्मीय दक्षता बढाउनको लागि, कोयला पाउडर रूपमा बायलरमा प्रयोग गरिन्छ।
कोयला तापीय विद्युत संयन्त्रमा, भाप उच्च दबावमा बायलरमा उत्पन्न हुन्छ (पाउडर गरिएको कोयला) बायलरको फर्नेसमा जल्दै। यो भाप फेरि एक सुपरहीटरमा उष्णीकृत हुन्छ।
यो सुपरहीट भाप फेरि टर्बाइनमा प्रवेश गर्छ र टर्बाइनको ब्लेडहरूलाई घुमाउँछ। टर्बाइन अल्टर्नेटरको साथ यस्तो गरी जोडिएको छ कि यसको रोटर टर्बाइनको ब्लेडहरू घुम्ने साथै घुम्नेछ।
भाप टर्बाइनमा प्रवेश गर्दा, यसको दबाव झट गिर्छ, जसले भापको आयतन बढाउँछ।टर्बाइनको रोटरलाई ऊर्जा दिने पछि, भाप टर्बाइनको ब्लेडहरूबाट फेरि निकल्दछ र कंडेनसरमा प्रवेश गर्छ।कंडेनसरमा, ठंडो पानी पंपको सहायताले परिपथित हुन्छ जसले निम्न दबावको गीलो भापलाई सघन बनाउँछ।
यो सघनित पानी फेरि निम्न दबावको पानी उष्णकरणको लागि प्रदान गरिन्छ जहाँ निम्न दबावको भाप यस फीड पानीको तापमान बढाउँछ; यसलाई फेरि उच्च दबावमा उष्णीकृत गरिन्छ।बेहतर समझ्नको लागि, तापीय विद्युत संयन्त्र कसरी काम गर्दछ भनेर यसको चरणहरू भएको चाहिँ:
पहिले, पाउडर गरिएको कोयला भाप बायलरको फर्नेसमा जल्दै।
उच्च दबावको भाप बायलरमा उत्पन्न हुन्छ।
यो भाप फेरि सुपरहीटरमा पारिन्छ, जहाँ यो फेरि उष्णीकृत हुन्छ।
यो सुपरहीट भाप फेरि उच्च गतिमा टर्बाइनमा प्रवेश गर्छ।
टर्बाइनमा, यो भापको शक्ति टर्बाइनको ब्लेडहरूलाई घुमाउँछ जसको अर्थ यही हो कि टर्बाइनमा उच्च दबावको भापको संचित संभावित ऊर्जा यहाँ यान्त्रिक ऊर्जामा परिवर्तित हुन्छ।
विद्युत संयन्त्रको रेखाचित्र
टर्बाइनको ब्लेडहरू घुमाउँदा, भापले यसको उच्च दबाव गुमाउँछ, टर्बाइनको ब्लेडहरूबाट निकल्दछ र कंडेनसरमा प्रवेश गर्छ।कंडेनसरमा, ठंडो पानी पंपको सहायताले परिपथित हुन्छ जसले निम्न दबावको गीलो भापलाई सघन बनाउँछ।
यो सघनित पानी फेरि निम्न दबावको पानी उष्णकरणको लागि प्रदान गरिन्छ जहाँ निम्न दबावको भाप यस फीड पानीको तापमान बढाउँछ, यसलाई फेरि उच्च दबावको उष्णकरणको लागि उष्णीकृत गरिन्छ जहाँ उच्च दबावको भाप उष्णीकरणको लागि प्रयोग गरिन्छ।तापीय विद्युत संयन्त्रमा टर्बाइन अल्टर्नेटरको प्रधान चालक भूमिका निभाउँछ।
तापीय विद्युत संयन्त्रको सारांश
सामान्य तापीय विद्युत संयन्त्र निम्न दिएको चक्रमा काम गर्दछ।
काम गर्ने द्रव्य पानी र भाप हुन्छ। यसलाई फीड पानी र भाप चक्र भनिन्छ। तापीय विद्युत संयन्त्रको काम गर्ने आदर्श थर्मोडायनामिक चक्र रैंकिन चक्र हुन्छ।
भाप बायलरमा, पानी वायुमा जल्दै ईंधन बर्न गरेर उष्णीकृत हुन्छ, र बायलरको काम योग्य तापमानमा शुष्क सुपरहीट भाप उत्पन्न गर्नु हो। यस्तो उत्पन्न भाप भाप टर्बाइनलाई चलाउन प्रयोग गरिन्छ।
यो टर्बाइन त्रिफासिक संकल्पक अल्टर्नेटर (सामान्यतया त्रिफासिक संकल्पक अल्टर्नेटर) सँग जोडिएको छ, जो विद्युत ऊर्जा उत्पन्न गर्छ।
टर्बाइनबाट निकल्ने भापलाई टर्बाइनको भाप कंडेनसरमा सघन बनाउन दिइन्छ, जसले अत्यंत निम्न दबावमा सक्षम र भापलाई टर्बाइनमा अत्यंत निम्न दबावमा फैलाउन सक्षम बनाउँछ।
कंडेनसिङ ऑपरेशनको मुख्य फाइदा यो हो कि प्रति किलोग्राम भापबाट निकालिने ऊर्जाको मात्रा बढ्छ र यसले दक्षता बढाउँछ, र कंडेनसिङ भापलाई फेरि बायलरमा फिड कर्ने ले नयाँ फीड पानीको मात्रा घटाउँछ।
कंडेनसिङ भाप र केही नयाँ फीड पानी एक पंप (बायलर फीड पंप) द्वारा फेरि बायलरमा फिड गरिन्छ।
कंडेनसरमा, भाप ठंडो पानी द्वारा सघन बनाइन्छ। ठंडो पानी कूलिङ टावरद्वारा पुनर्चक्रण गरिन्छ। यो एक कूलिङ पानी चक्र बनाउँछ।
आवासीय हवा धूल फिल्टर गरेर बायलरमा प्रवेश गर्छ। यसको अतिरिक्त, फ्ल्यू गैस बायलरबाट बाहिर निकल्दछ र अटोक्स द्वारा वातावरणमा छोडिन्छ। यीहरू वायु र फ्ल्यू गैस चक्र बनाउँछ।
भाप बायलरमा (ड्राफ्ट भनिन्छ) वायुको प्रवाह र स्थिर दबाव दुई फैनहरू द्वारा बनाएको छ, जसलाई फोर्स्ड ड्राफ्ट (FD) फैन र इन्ड्युस्ड ड्राफ्ट (ID) फैन भनिन्छ।निम्न दिएको चित्रमा एक सामान्य तापीय विद्युत संयन्त्रको कुल योजना र विभिन्न चक्रहरू देखाइएको छ।
बायलरमा, विभिन्न उष्मा एक्सचेन्जरहरू छन्, जस्तै: इकोनोमाइजर, इवेपोरेटर (चित्रमा देखाइएको छैन, यो वास्तवमा पानी ट्यूबहरू, यानी डाउनकमर राइजर सर्किट), सुपरहीटर (कहिलेकाहीँ रिहीटर, हवा प्रीहीटर पनि उपस्थित छन्)।
इकोनोमाइजरमा फीड पानी फ्ल्यू गैसको बाँकी उष्माले उष्णीकृत हुन्छ।बायलर ड्रम दोहोरी अवस्था (भाप + पानी) को प्राकृतिक परिपथिति लागि एक शीर्ष राख्दछ।यहाँ एक सुपरहीटर पनि छ जसले फ्ल्यू गैसबाट उष्मा लिन्छ र आवश्यकतामा भापको तापमान बढाउँछ।
तापीय विद्युत संयन्त्र वा संयन्त्रको दक्षता
भाप विद्युत संयन्त्रको कुल दक्षतालाई विद्युत उत्पादनको ऊष्मीय तुल्य र कोयलाको दहनको ऊष्मा बीचको अनुपातको रूपमा परिभाषित गरिन्छ। तापीय विद्युत संयन्त्र वा संयन्त्रको कुल दक्षता 20% देखि 26% सम्म फर्क पार्छ र यसले संयन्त्रको क्षमताले निर्धारित हुन्छ।
तापीय विद्युत संयन्त्रको फाइदा
