Uchumi wa Nishati ya Joto

Maendeleo ya Viwanda vya Umeme wa Joto

Viwanda vya umeme wa joto vilivyotengenezwa kama viwanda vinavyotengeneza umeme kutumia nishati ya joto, kwa ujumla kutokana na kupungua mchakato wa kutunaa mkaa, ili kutengeneza chane ambacho kunatoka turbines.

Sauti ya Viwanda vya Umeme wa Joto

Sauti ya viwanda vya umeme wa joto ni rahisi. Viwanda hivi hutumia turbines za chane zinazoungwa na alternators kutengeneza umeme. Chane hiki kinatumika katika boilers za uwingu mkubwa.

Kwa ujumla katika India, mkaa wa bituminous, mkaa wa brown, na peat hutumika kama mafuta kwa boiler. Mkaa wa bituminous unatumika kama mafuta ya boiler una matter ya volatile kutoka 8 hadi 33% na ashi ya kiwango cha 5 hadi 16%. Kupunguza usafi wa joto, mkaa hutumika katika boiler katika muundo wa powder.

Katika viwanda vya umeme wa mkaa, chane kinatumika katika uwingu mkubwa katika steam boiler kutokana na kupungua mchakato wa kutunaa mkaa (mkaa wa pulverized) katika furnaces za boiler. Chane hiki kingeza kuongezeka katika superheater.

Chane hiki kingeza kimara katika turbine na kurudi pamba za turbine. Turbine imeunganishwa mekanikani na alternator ili rotor wake ukurudi na kurudi pamba za turbine.

Wakati chane kimara katika turbine, uwingu wake unapungua haraka, kuongezeka kiasi cha chane.Baada ya kutumia nishati kwa rotor wa turbine, chane kinatoka nje ya pamba za turbine katika condenser.Katika condenser, maji mengi yanayotumika kusaidia ya pump ambayo huchanika chane cha uwingu wadogo.

Maji haya yachanika yanatumika tena katika heater wa maji wa uwingu wadogo ambapo chane cha uwingu wadogo hongeza joto la maji haya; hayo yanarudia kuhongezeka katika uwingu mkubwa.Kuelewa vizuri, tufafanuliwe hatua za jinsi viwanda vya umeme wa joto vinavyofanya kazi:

• Kwanza, mkaa wa pulverized unapungua katika furnace ya steam boiler.

• Chane cha uwingu mkubwa kinatumika katika boiler.

• Chane hiki kingeza kimara katika superheater, ambako kingeza kimara zaidi.

• Chane hingine hiki kingeza kimara katika turbine kwa mwendo mkubwa.

• Katika turbine, nguvu ya chane hii inarudi pamba za turbine ambayo inamaanisha kwamba hapa katika turbine, nishati ya hifadhi ya chane cha uwingu mkubwa huanza kuongezeka kwa nishati ya mekani.

Ramani ya Msituni wa Umeme

Baada ya kurudi pamba za turbine, chane kimepoteza uwingu mkubwa wake, kinatoka nje ya pamba za turbine, na kuingia katika condenser.Katika condenser, maji mengi yanayotumika kusaidia ya pump ambayo huchanika chane cha uwingu wadogo.

Maji haya yachanika yanatumika tena katika heater wa maji wa uwingu wadogo ambapo chane cha uwingu wadogo hongeza joto la maji haya, hayo yanarudia kuhongezeka katika heater wa uwingu mkubwa ambapo uwingu mkubwa wa chane hutumika kuhongezeka.Turbine katika viwanda vya umeme wa joto huenda kama mwenye nishati mkuu wa alternator.

Muhtasari wa Viwanda vya Umeme wa Joto

Viwanda vya Umeme wa Joto Vinavyofanya kazi kulingana na Mzunguko ambao unavyoonyeshwa chini.

Nishati inayotumika ni maji na chane. Hii inatafsiriwa kama maji ya feed na mzunguko wa chane. Mzunguko wa Thermodynamic Ufano ambao kazi ya viwanda vya umeme wa joto inahesabiwa kufanana sana ni mzunguko wa Rankine.

Katika boiler ya chane, maji hihongezeka kwa kupungua mchakato wa kutunaa mkaa katika anga katika furnace, na ajira ya boiler ni kutupa chane cha uwingu mkubwa kinachohitajika. Chane hiki kinatumika katika kutumia turbines za chane.

Turbine hii imeunganishwa na generator wa synchronous (marahiliano generator wa three-phase synchronous alternator), ambaye anategeneza nishati ya umeme.

Chane kilichotoka kutoka turbine linavyochanika kwa maji katika condenser ya chane ya turbine, ambayo huchanika kwa uwingu wadogo na kukubalika kuchanika ya chane katika turbine.

Faida muhimu za utaratibu wa kutenganisha ni kuongeza nishati inayotengenezwa kwa kg moja ya chane na kwa hivyo kuongeza usafi, na maji yachanika yanayotumika tena katika boiler yanaweza kupunguza kiasi cha maji mpya ya feed.

Maji yachanika pamoja na maji mpya ya feed yanatumika tena katika boiler na pump (inatafsiriwa kama pump ya feed ya boiler).

Katika condenser, chane kinachanika kwa maji mengi. Maji mengi yanarekodi kwa kutumia cooling tower. Hii inaunda mzunguko wa maji mengi.

Anga ya mazingira inatumika kuingia katika boiler baada ya dust filtration. Pia, flue gas anatoka katika boiler na kuteleza kwenye anga kwa kutumia stacks. Hizi hunawasilisha mzunguko wa anga na flue gas.

Mzunguko wa anga na pia static pressure ndani ya boiler ya chane (inatafsiriwa kama draught) hufanyika kwa kutumia fan mbili zinazoitwa Forced Draught (FD) fan na Induced Draught (ID) fan.Mzunguko mzima wa viwanda vya umeme wa joto vya kawaida pamoja na mzunguko tofauti vyanavyoelezwa chini.

Ndani ya boiler, kuna heat exchangers mbalimbali, kama vile Economizer, Evaporator (haisiyokuonyesha katika ramani hapo juu, ni water tubes, i.e. downcomer riser circuit), Super Heater (marahiliano Reheater, air preheater pia wanaweza kuwepo).

Katika Economiser, maji ya feed yanahongezeka kwa kiasi kubwa kutokana na heat iliyobaki ya flue gas.Drum ya Boiler hutoa head kwa circulation ya asili ya mixture ya two-phase (steam + water) kwa kutumia water tubes.Pia kuna Super Heater ambayo pia huchukua heat kutokana na flue gas na kongeza joto la chane kulingana na hitaji.

Usafi wa Viwanda vya Umeme wa Joto au Plant

Usafi wa umeme wa chane wa umeme ni kama kianzio cha nishati inayotengenezwa kwa nishati ya combustion ya mkaa. Usafi wa umeme wa joto unabadilika kutoka 20% hadi 26% na huu unategemea capacity ya plant.

Faida za Viwanda vya Umeme wa Joto

Faida za viwanda vya umeme wa joto ni:

• Inapatikana kwa gharama ya awali ya chini kuliko viwanda vyenye generating.

• Ardhi inahitajika chache kuliko viwanda vya umeme wa maji.

• Kwa sababu mkaa ni mafuta msingi na gharama yake ni chache kuliko petrol/diesel, basi gharama ya generation ni ya kutosha.

• Ufundishaji unahitaji rahisi.

• Viwanda vya umeme wa joto vinaweza kuinstalwa katika sehemu yoyote ambayo transport na bulk ya maji yanapatikana.

Madhara ya Viwanda vya Umeme wa Joto

Madhara ya viwanda vya umeme wa joto ni:

• Gharama ya running kwa viwanda vya umeme wa joto ni ya juu kwa sababu ya mafuta, ufundishaji, na kadhalika. 

• Kiasi kubwa la moshi huchanganya anga. Viwanda vya umeme wa joto ni watu wa kutangulia Global warming.

• Maji mengi yanayotoka kutoka viwanda vya umeme wa joto yanaweza kuwa na athari hasi kwa maisha ya maji na kuchanganya ecology.

• Usafi wa umeme wa joto ni chache kama chache kuliko 30%.