تھرمیل بجلی کا تولید

ٹھرمل پاور پلانٹ کی تعریف

ٹھرمل پاور پلانٹ کو ایک سہولت کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے جو گرمی کی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے بجلی تولید کرتی ہے، زیادہ تر کوئلے کو جلا کر بخار تیار کرتی ہے جس سے ٹربین چلتی ہیں۔

ٹھرمل پاور اسٹیشن کا نظریہ

ٹھرمل پاور اسٹیشنز کا نظریہ آسان ہے۔ ان پلانٹس میں بخار کی ٹربینیں الٹرنیٹرز سے منسلک ہوتی ہیں تاکہ بجلی تولید کی جا سکے۔ بخار کو اونچے دباؤ کے بوائلروں میں تیار کیا جاتا ہے۔

عموماً بھارت میں، بٹومینس کوئلہ، براون کوئلہ اور پیٹ بوائلر کے لیے ایندھن کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ بٹومینس کوئلہ کا وولیٹ میٹر 8 سے 33% تک اور ایش کانٹینٹ 5 سے 16% تک ہوتا ہے۔ ٹھرمل کارکردگی میں اضافہ کرنے کے لیے کوئلہ پودر کی شکل میں بوائلر میں استعمال کیا جاتا ہے۔

کوئلہ کے ٹھرمل پاور پلانٹ میں، بخار کو بوائلر فرنیس میں کوئلے (پولورائزڈ کوئلہ) کو جلا کر اونچے دباؤ پر تیار کیا جاتا ہے۔ اس بخار کو بعد میں سپر ہیٹر میں مزید گرم کیا جاتا ہے۔

اس سپر گرم بخار کو ٹربین میں داخل کیا جاتا ہے اور ٹربین کے بلیوز کو گھمایا جاتا ہے۔ ٹربین میکانکل طور پر ایک الٹرنیٹر کے ساتھ منسلک ہوتا ہے تاکہ اس کا روتر ٹربین کے بلیوز کے گھماؤ کے ساتھ گھمے۔

جب بخار ٹربین میں داخل ہوتا ہے تو اس کا دباؤ تیزی سے گرتا ہے، جس کے باعث بخار کا حجم بڑھ جاتا ہے۔ٹربین کے روتر کو توانائی دینے کے بعد، بخار ٹربین کے بلیوز سے نکل کر کنڈینسر میں داخل ہوتا ہے۔کنڈینسر میں، پمپ کی مدد سے نرم پانی کا سیرکلیشن کیا جاتا ہے جس سے کم دباؤ والے گیلے بخار کو کنڈینس کیا جاتا ہے۔

یہ کنڈینس شدہ پانی کو کم دباؤ کے پانی کے ہیٹر میں فراہم کیا جاتا ہے جہاں کم دباؤ والے بخار کی وجہ سے اس فیڈ پانی کی درجہ حرارت بڑھتی ہے؛ اسے پھر اونچے دباؤ پر گرم کیا جاتا ہے۔بہتر فہم کے لیے، ٹھرمل پاور اسٹیشن کے کام کرنے کے قدموں کو سمجھنے کے لیے:

• پہلے، پولورائزڈ کوئلہ کو بخار کے بوائلر کے فرنیس میں جلا دیا جاتا ہے۔

• بوائلر میں اونچے دباؤ کا بخار تیار ہوتا ہے۔

• اس بخار کو سپر ہیٹر سے گزارا جاتا ہے، جہاں اسے مزید گرم کیا جاتا ہے۔

• اس سپر گرم بخار کو ٹربین میں تیز رفتاری سے داخل کیا جاتا ہے۔

• ٹربین میں، یہ بخار کی قوت سے ٹربین کے بلیوز گھم جاتے ہیں، یعنی ٹربین میں اونچے دباؤ والے بخار کی ذخیرہ شدہ پوٹنشل توانائی کو مکینکل توانائی میں تبدیل کردیا جاتا ہے۔

پاور پلانٹ کا لائن ڈائرگرام

ٹربین کے بلیوز کو گھمانے کے بعد، بخار اپنے اونچے دباؤ کو ختم کرکے ٹربین کے بلیوز سے نکل کر کنڈینسر میں داخل ہوتا ہے۔کنڈینسر میں، پمپ کی مدد سے نرم پانی کا سیرکلیشن کیا جاتا ہے جس سے کم دباؤ والے گیلے بخار کو کنڈینس کیا جاتا ہے۔

یہ کنڈینس شدہ پانی کو کم دباؤ کے پانی کے ہیٹر میں فراہم کیا جاتا ہے جہاں کم دباؤ والے بخار کی وجہ سے اس فیڈ پانی کی درجہ حرارت بڑھتی ہے، پھر یہ پانی اونچے دباؤ کے ہیٹر میں گرم کیا جاتا ہے جہاں اونچے دباؤ کے بخار کو گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ٹھرمل پاور اسٹیشن میں ٹربین الٹرنیٹر کا پرائم موور کا کام کرتا ہے۔

ٹھرمل پاور پلانٹ کا مرکزی خاکہ

ایک معمولی حرارتی بجلیسٹن ایک سائیکل پر کام کرتا ہے جو نیچے دکھایا گیا ہے۔

کارکردہ مائع پانی اور بھاپ ہوتا ہے۔ اسے فیڈ ویٹر اور بھاپ کا سائیکل کہا جاتا ہے۔ ایک تھرمودائنیک سائیکل جس کے عمل کے ساتھ ایک حرارتی بجلی سٹیشن کام کرتا ہے، رینکائن سائیکل کے قریب ہوتا ہے۔

ایک بھاپ بوئلر میں، پانی فرنیس میں ہوا میں آتش زدہ کرنے سے گرم ہوتا ہے، اور بوئلر کا کام درکار درجہ حرارت پر خشک سپرہیٹڈ بھاپ دینا ہوتا ہے۔ پیدا ہونے والی بھاپ استعمال کی جاتی ہے بھاپ ٹربائن کو چلانے کے لیے۔

یہ ٹربائن سنکرون متبادل (معمولاً تین فیز سنکرون متبادل) سے منسلک ہوتا ہے، جو برقی توانائی پیدا کرتا ہے۔

ٹربائن سے نکلنے والی بھاپ کو ٹربائن کے بھاپ کنڈینسر میں پانی میں گھٹنے کی اجازت دی جاتی ہے، جس سے بہت کم دباؤ پر سکشن بناتا ہے اور بھاپ کو ٹربائن میں بہت کم دباؤ تک پھیلنا ممکن ہوتا ہے۔

کنڈینسنگ کے اہم فوائد ہر کلوگرام بھاپ سے استخراج کی گئی توانائی کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے اور یہ کارکردگی کو بڑھاتا ہے، اور کنڈینسیٹ کو دوبارہ بوئلر میں دوبارہ فیڈ کرنے سے نیا فیڈ ویٹر کی مقدار کم ہوجاتی ہے۔

کنڈینسیٹ کے ساتھ کچھ نیا فیڈ ویٹر دوبارہ پمپ (جو کہ بوئلر فیڈ پمپ کہلاتا ہے) کے ذریعے بوئلر میں دوبارہ فیڈ کیا جاتا ہے۔

کنڈینسر میں، بھاپ کو تبریدی پانی سے گھٹایا جاتا ہے۔ تبریدی پانی کولنگ ٹاور کے ذریعے دوبارہ استعمال ہوتا ہے۔ یہ تبریدی پانی کا سائرکل بناتا ہے۔

بوئلر میں داخل ہونے کے لیے ماحولیہ ہوا کو ڈسٹ فلٹریشن کے بعد داخل کیا جاتا ہے۔ علاوہ ازیں، فلیو گیس بوئلر سے باہر نکلتی ہے اور چمنیوں کے ذریعے ماحول میں خالی ہوتی ہے۔ یہ ہوا اور فلیو گیس کے سائرکل بناتے ہیں۔

ہوا کی رفتار اور بھاپ بوئلر کے اندر کا سٹیٹک دباؤ (جو کہ ڈراٹ کہلاتا ہے) دو فینز کے ذریعے برقرار رکھا جاتا ہے جن کے نام فورسڈ ڈراٹ (FD) فین اور انڈیوسڈ ڈراٹ (ID) فین ہیں۔ایک معمولی حرارتی بجلی سٹیشن کا کل طرح کا منصوبہ مختلف سائرکل کے ساتھ نیچے دکھایا گیا ہے۔

بوئلر کے اندر مختلف ہیٹ ایکسچینجر موجود ہیں، جیسے اکونومائزر، ایویپیٹر (فوق الذکر شکل میں دکھایا گیا نہیں، یہ بنیادی طور پر پانی کے ٹیوب ہیں، یعنی ڈاؤنکامر رائزر سائرکل)، سپر ہیٹر (کبھی کبھی ریہیٹر، ایئر پرہیٹر بھی موجود ہوتے ہیں)۔

ایکونومائزر میں فیڈ ویٹر کو فلیو گیس کی باقی گرمی سے قابل قدر مقدار تک گرم کیا جاتا ہے۔بوئلر ڈرم دو مرحلہ مخلوط (بھاپ + پانی) کے لیے پانی کے ٹیوب کے ذریعے طبعی سیر کے لیے ایک سر میں رکھتا ہے۔اس کے علاوہ ایک سپر ہیٹر بھی ہوتا ہے جو فلیو گیس سے گرمی لیتا ہے اور درکار ہونے کے مطابق بھاپ کا درجہ حرارت بڑھاتا ہے۔

حرارتی بجلی سٹیشن یا پلانت کی کارکردگی

بھاپ توانائی پلانت کی کل کارکردگی کو برقی آؤٹ پٹ کے حرارتی معادل کے تناسب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے کوئلے کی جوش کی گرمی کے ساتھ۔ حرارتی بجلی سٹیشن یا پلانت کی کل کارکردگی 20% سے 26% تک ہوتی ہے اور یہ پلانت کی صلاحیت پر منحصر ہوتی ہے۔

حرارتی بجلی سٹیشن کے فوائد

گرمائی بجلی گھر کے فوائد درج ذیل ہیں:

• کسی بھی تولیدی پلانٹ کے مقابلے میں ابتدائی لاگت کم ہونے کی وجہ سے معاشی ہوتا ہے۔

• زمین کی ضرورت آبی طاقت کے پلانٹ کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔

• کوئلہ اصلی سوخت ہے اور اس کی قیمت پیٹرول/ڈیزل کے مقابلے میں بہت سستی ہے تو تولید کی لاگت معاشی ہوتی ہے۔

• نگرانی آسان ہوتی ہے۔

• گرمائی بجلی گھر کو کسی بھی مقام پر نصب کیا جا سکتا ہے جہاں نقل و حمل اور پانی کی بڑی مقدار دستیاب ہو۔

گرمائی بجلی گھر کے نقصانات

گرمائی بجلی گھر کے نقصانات درج ذیل ہیں:

• سوخت، نگرانی وغیرہ کی وجہ سے گرمائی بجلی گھر کی چلانے کی لاگت نسبتاً زیادہ ہوتی ہے۔

• بہت زیادہ دھواں کی وجہ سے هوائی آلودگی ہوتی ہے۔ گرمائی بجلی گھر عالمی گرمائش کا ذمہ دار ہے۔

• گرمائی بجلی گھروں سے نکلنے والے گرم پانی کی وجہ سے پانی میں موجود آبی زندگی کے لیے نقصان ہوتا ہے اور ایکولوجی کو متاثر کرتا ہے۔

• گرمائی بجلی گھر کی کل کارکردگی کم ہوتی ہے جیسے 30% سے کم۔