On olemassa monia tapoja tuottaa energiaa käyttämästämme polttoainetyypistä ja siihen käytetystä paikasta tai menetelmästä riippuen. Tavanomaisia lämpövoimalaitoksia kutsutaan myös lämpösähkölaitoksiksi, ja ne käyttävät fossiilisia polttoaineita sähkön tuottamiseen. Monet ihmiset eivät tiedä hyvin mikä on lämpövoimala.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertoa sinulle, mikä on lämpövoimala, mitkä ovat sen ominaisuudet ja miten ne tuottavat sähköenergiaa.
Mikä on lämpövoima
Tavanomaiset lämpövoimalaitokset, jotka tunnetaan myös nimellä tavanomaiset lämpösähkölaitokset, käyttävät fossiilisia polttoaineita (maakaasua, hiiltä tai polttoöljyä) sähkön tuottamiseen lämpövesihöyrysyklin kautta. Termiä "tavanomainen" käytetään erottamaan ne muista lämpövoimaloista, kuten yhdistetyn syklin tai ydinvoimaloista. Perinteiset lämpövoimalaitokset koostuvat useista elementeistä, jotka voivat muuttaa fossiiliset polttoaineet sähköksi. Sen pääkomponentit ovat:
- Kattila: Avaruus, joka muuntaa veden höyryksi polttoaineen poltosta. Tässä prosessissa kemiallinen energia muuttuu lämpöenergiaksi.
- Kelat: putki, jonka läpi vesi kiertää ja muuttuu höyryksi. Niiden välillä tapahtuu lämmönvaihto savukaasun ja veden välillä.
- Höyryturbiini: Kone, joka kerää vesihöyryä monimutkaisen paine- ja lämpötilajärjestelmän ansiosta, sen läpi kulkeva akseli liikkuu. Tämän tyyppisessä turbiinissa on yleensä useita kappaleita, korkea paine, keskipaine ja matala paine vesihöyryn hyödyntämiseksi parhaalla mahdollisella tavalla.
- generaattori: Kone, joka kerää turbiinin akselin kautta syntyvän mekaanisen energian ja muuntaa sen sähköenergiaksi sähkömagneettisen induktion avulla. Voimalaitos muuntaa akselin mekaanisen energian kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi. Generaattori on kytketty akseleihin, jotka kulkevat eri kappaleiden läpi.
Lämpövoimalan käyttö
Perinteisessä lämpövoimalassa polttoainetta poltetaan kattilassa lämmön tuottamiseksi lämpöä varten vettä, joka muuttuu höyryksi erittäin korkeassa paineessa. Tämä höyry muuttaa sitten suuren turbiinin, joka muuntaa lämpöenergian mekaaniseksi energiaksi, mikä Sitten se muunnetaan sähköenergiaksi vaihtovirtageneraattorissa. Sähkö kulkee muuntajan läpi, joka lisää sen jännitettä ja mahdollistaa sen siirtämisen, mikä vähentää Joule-vaikutuksesta johtuvia häviöitä. Turbiinista poistuva höyry lähetetään lauhduttimeen, jossa se muutetaan vedeksi ja palautetaan kattilaan uuden höyryntuotannon aloittamiseksi.
Riippumatta käyttämästäsi polttoaineesta, perinteisen lämpövoimalan toiminta on sama. Polttoaineen esikäsittelyssä ja kattilan polttimen suunnittelussa on kuitenkin eroja.
Siksi, jos voimalaitos toimii hiilellä, polttoaine on mursattava etukäteen. Öljylaitoksessa polttoaine lämmitetään, kun taas maakaasulaitoksessa polttoaine saapuu suoraan kaasuputken kautta, joten ennakkovarastointia ei tarvita. Sekoituslaitteen tapauksessa vastaava käsittely tehdään kuhunkin polttoaineeseen.
Ympäristövaikutukset
Perinteiset lämpövoimalaitokset vaikuttavat ympäristöön kahdella päätavalla: jätteen päästäminen ilmakehään ja lämmönsiirron avulla. Ensimmäisessä tapauksessa fossiilisten polttoaineiden palaminen tuottaa hiukkasia, jotka lopulta pääsevät ilmakehään, mikä voi vahingoittaa maapallon ympäristöä. Tästä syystä tämän tyyppisillä kasveilla on korkeita savupiippuja voivat levittää nämä hiukkaset ja vähentää paikallisesti niiden kielteisiä vaikutuksia ilmaan. Lisäksi perinteisissä lämpövoimaloissa on myös hiukkassuodattimet, jotka voivat vangita suurimman osan niistä ja estää niitä juoksemasta ulos.
Lämmönsiirron yhteydessä avoimen syklin voimalaitokset voivat aiheuttaa jokien ja valtamerien lämpenemisen. Onneksi tämä vaikutus voidaan ratkaista käyttämällä jäähdytysjärjestelmää veden jäähdyttämiseksi ympäristölle sopivaan lämpötilaan.
Lämpövoimalat tuottavat erilaisia erittäin vaarallisia fysikaalisia ja kemiallisia epäpuhtauksia, joilla on kielteinen vaikutus ihmisten terveyteen. Haitalliset vaikutukset ihmiskehoon ilmenevät lyhyellä, keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä, tehostetaan ja vapautetaan olemassa olevien epäpuhtauksien vaikutuksia. Negatiiviset vaikutukset ihmisten terveyteen voivat sisältää monenlaisia sairauksia, lievistä vaikeisiin ja hengenvaarallisiin olosuhteisiin. Nämä ovat tärkeimmät epäpuhtaudet:
- Fysikaaliset epäpuhtaudet: Operaatioiden aiheuttaman melun aiheuttamat akustiset epäpuhtaudet voivat aiheuttaa muutoksia ihmiskehossa, jotka ovat toissijaisia biologisen unen ja herätyksen rytmin keskeytymisen vuoksi. Sähkömagneettiset epäpuhtaudet, toisin sanoen sähkön hankkimisen ja jakamisen tuottama sähkömagneettinen säteily, aiheuttavat pääasiassa muutoksia hermostossa ja sydän- ja verisuonijärjestelmissä.
- Kemialliset epäpuhtaudet: CO2, CO, SO2, hiukkaset, troposfäärin otsoni lisäävät hengityselinten ja sydän- ja verisuonitautien määrää ja heikentävät immuunipuolustuskykyämme, vaarallisia kemikaaleja (arseenista, kadmiumista, kromista, koboltista, lyijystä, mangaanista, elohopeasta, nikkelistä, fosforista, bentseenistä) , formaldehydi, naftaleeni, tolueeni ja pyreeni. Vaikka niitä onkin pieninä määrinä, ne ovat erittäin vaarallisia aineita, koska ne voivat aiheuttaa vakavia akuutteja ja kroonisia sairauksia altistuneille henkilöille. Lisääntymishäiriöt ja lisääntynyt syöpäriski) ja radioaktiivisia aineita
Höyryvoimala
Höyryvoimalaitoksille on tunnusomaista veden tai muun nesteen käyttö, joka on työkierron kahdessa eri vaiheessa, yleensä höyryn ja nesteen muodossa. Viime vuosina myös ylikriittinen tekniikka on tullut suosittu, mikä ei johda ns. Vaihesiirtoon, mikä oli tyypillistä näille asennuksille aiemmin.
Nämä lämpövoimalat voidaan jakaa useisiin osiin: voimajohdot, höyrynkehittimet, höyryturbiinit ja lauhduttimet. Vaikka lämpövoimalan määritelmä on hyvin tiukka, voidaan havaita erityyppisiä lämpösyklejä, jotka täyttävät nämä vaatimuksetErityisesti yleisimmät ovat Rankine-sykli ja Hirn-sykli.
Ennen kattilaan tuloa syöttövesi käy läpi esikuumennus- ja puristusvaiheen. Itse asiassa kattilaan tultaessa on useita lämmönvaraajia, toisin sanoen lämmönvaihtimia, joissa paisunut höyry esikuumentaa osittain tai kokonaan käyttönesteen. Tämä antaa korkeamman lämpötilan päästä höyrystimeen, mikä lisää tehtaan tehokkuutta.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää siitä, mikä on lämpövoimala ja sen ominaisuudet.