Istnieje wiele sposobów wytwarzania energii w zależności od rodzaju używanego paliwa oraz miejsca lub metody użytej do tego. Konwencjonalne elektrownie cieplne są również nazywane elektrociepłowniami i wykorzystują paliwa kopalne do wytwarzania energii elektrycznej. Wiele osób nie wie dobrze co to jest elektrownia cieplna.
Dlatego poświęcimy ten artykuł, aby opowiedzieć, czym jest elektrownia cieplna, jakie są jej cechy i jak wytwarzają energię elektryczną.
Co to jest elektrociepłownia
Konwencjonalne elektrownie cieplne, znane również jako konwencjonalne elektrownie termoelektryczne, wykorzystują paliwa kopalne (gaz ziemny, węgiel lub olej opałowy) do wytwarzania energii elektrycznej w obiegu pary wodnej. Termin „konwencjonalne” jest używany w celu odróżnienia ich od innych elektrowni cieplnych, takich jak elektrownie gazowo-parowe czy elektrownie jądrowe. Tradycyjne elektrownie cieplne składają się z wielu elementów, które mogą przekształcać paliwa kopalne w energię elektryczną. Jego głównymi składnikami są:
- Bojler: Przestrzeń, która zamienia wodę w parę poprzez spalanie paliwa. W procesie tym energia chemiczna zamieniana jest na energię cieplną.
- Cewki: rura, przez którą krąży woda i zamienia się w parę. Między nimi następuje wymiana ciepła między spalinami a wodą.
- Turbina parowa: Maszyna zbierająca parę wodną dzięki złożonemu systemowi ciśnienia i temperatury porusza się przechodząca przez nią oś. Ten typ turbiny ma zwykle kilka korpusów, wysokie ciśnienie, średnie ciśnienie i niskie ciśnienie, aby maksymalnie wykorzystać parę wodną.
- Generator: Maszyna, która zbiera energię mechaniczną generowaną przez wał turbiny i przekształca ją w energię elektryczną poprzez indukcję elektromagnetyczną. Elektrownia przetwarza energię mechaniczną wału na trójfazowy prąd przemienny. Generator jest połączony z wałami, które przechodzą przez różne ciała.
Eksploatacja elektrociepłowni
W tradycyjnej elektrociepłowni paliwo spalane jest w kotle w celu wytworzenia energii cieplnej do podgrzewania wody, która pod bardzo wysokim ciśnieniem zamienia się w parę. Para ta następnie zamienia dużą turbinę, która zamienia energię cieplną na energię mechaniczną, która Jest następnie przekształcany w energię elektryczną w alternatorze. Energia elektryczna przechodzi przez transformator, który zwiększa jej napięcie i umożliwia jej przesyłanie, zmniejszając w ten sposób straty spowodowane efektem Joule'a. Para opuszczająca turbinę jest przesyłana do skraplacza, gdzie jest przekształcana w wodę i zawracana do kotła, aby rozpocząć nowy cykl produkcji pary.
Niezależnie od używanego paliwa, praca tradycyjnej elektrociepłowni jest taka sama. Istnieją jednak różnice między wstępną obróbką paliwa a konstrukcją palnika kotła.
Dlatego jeśli elektrownia pracuje na węglu, paliwo należy wcześniej rozdrobnić. W olejarni paliwo jest podgrzewane, natomiast w gazowni paliwo dociera bezpośrednio przez gazociąg, więc nie ma potrzeby wstępnego magazynowania. W przypadku urządzenia mieszającego, każde paliwo poddawane jest odpowiedniej obróbce.
Wpływ na środowisko
Tradycyjne elektrociepłownie oddziałują na środowisko na dwa główne sposoby: odprowadzanie odpadów do atmosfery oraz poprzez wymianę ciepła. W pierwszym przypadku spalanie paliw kopalnych spowoduje powstanie cząstek, które ostatecznie dostaną się do atmosfery, co może uszkodzić środowisko Ziemi. Z tego powodu tego typu rośliny mają wysokie kominy, które może rozpraszać te cząstki i lokalnie zmniejszać ich negatywny wpływ na powietrze. Ponadto tradycyjne elektrociepłownie posiadają również filtry cząstek stałych, które mogą wyłapać większość z nich i uniemożliwić wybieganie na zewnątrz.
W przypadku wymiany ciepła elektrownie w cyklu otwartym mogą powodować nagrzewanie się rzek i oceanów. Na szczęście ten efekt można rozwiązać, stosując system chłodniczy, aby schłodzić wodę do temperatury odpowiedniej dla środowiska.
Elektrownie cieplne wytwarzają szereg bardzo niebezpiecznych zanieczyszczeń fizycznych i chemicznych, które mają negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Niekorzystny wpływ na organizm ludzki przejawia się w perspektywie krótko-, średnio- i długoterminowej, wzmacniając i uwalniając skutki wcześniej istniejących zanieczyszczeń. Negatywny wpływ na zdrowie człowieka może obejmować szeroki zakres chorób, od łagodnych po poważne i zagrażające życiu. Oto główne zanieczyszczenia:
- Zanieczyszczenia fizyczne: Zanieczyszczenia akustyczne wywołane hałasem generowanym podczas operacji mogą powodować zmiany w organizmie człowieka, które są wtórne do przerwania rytmu biologicznego snu i czuwania. Zanieczyszczenia elektromagnetyczne, czyli promieniowanie elektromagnetyczne generowane przez pozyskiwanie i dystrybucję energii elektrycznej, powodują głównie zmiany w układzie nerwowym i sercowo-naczyniowym.
- Zanieczyszczenia chemiczne: CO2, CO, SO2, cząsteczki, ozon troposferyczny, zwiększają liczbę chorób układu oddechowego i sercowo-naczyniowego oraz zmniejszają nasze zdolności odpornościowe, niebezpieczne chemikalia (od arsenu, kadmu, chromu, kobaltu, ołowiu, manganu, rtęci, niklu, fosforu, benzenu , formaldehyd, naftalen, toluen i piren.Chociaż występują w śladowych ilościach, są bardzo niebezpiecznymi substancjami, ponieważ mogą powodować poważne ostre i przewlekłe choroby u osób narażonych.Zaburzenia reprodukcji i zwiększone ryzyko raka) oraz substancje radioaktywne
Elektrownia parowa
Elektrownie parowe charakteryzują się wykorzystaniem wody lub innej cieczy, która znajduje się w dwóch różnych etapach cyklu pracy, zwykle w postaci pary i cieczy. W ostatnich latach popularna stała się również technologia nadkrytyczna, która nie prowadzi do tzw. przesunięcia fazowego, które było charakterystyczne dla tych instalacji w przeszłości.
Te elektrociepłownie można podzielić na kilka części: linie energetyczne, wytwornice pary, turbiny parowe i kondensatory. Chociaż definicja elektrociepłowni jest bardzo ścisła, można zaobserwować różne typy cykli termicznych, które spełniają te wymaganias, szczególnie najczęstsze to cykl Rankine'a i cykl Hirna.
Przed wejściem do kotła woda zasilająca przechodzi przez etap podgrzewania i sprężania. W rzeczywistości przy wejściu do kotła znajduje się kilka akumulatorów ciepła, czyli wymienników ciepła, w których rozprężona para częściowo lub całkowicie podgrzewa płyn roboczy. Pozwala to na wejście wyższych temperatur do generatora pary, zwiększając tym samym wydajność zakładu.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o tym, czym jest elektrownia cieplna i jej właściwościach.