Има много начини за производство на енергия в зависимост от вида гориво, което използваме и мястото или метода, използвани за това. Конвенционалните топлоелектрически централи, наричани още термоелектрически централи, използват изкопаеми горива за генериране на електрическа енергия. Много хора не знаят какво е ТЕЦ.
Ще посветим тази статия, за да ви разкажем какво е топлоелектрическа централа, какви са нейните характеристики и как генерират електрическа енергия.
Какво е топлоелектрическа централа?
на конвенционални топлоелектрически централи, известни също като термоелектрически централи, използват изкопаеми горива (природен газ, въглища или мазут) за генериране на електричество чрез топлинен цикъл на водна пара. Терминът "конвенционални" се използва, за да ги разграничи от други термични централи, като комбиниран цикъл или ядрени централи. Тези инсталации генерират електрическа енергия чрез преобразуване на химическата енергия на горивата в топлинна енергия, която след това се трансформира в механична енергия и накрая в електричество.
Основните му компоненти са:
- Котел: Пространство, което превръща водата в пара чрез изгаряне на гориво. При този процес химическата енергия на горивото се преобразува в топлинна енергия.
- Намотки: Тръби, през които циркулира водата, където се превръща в пара. Горивният газ предава топлината си на водата.
- Въздушна турбина: Машина, която събира водна пара, карайки вала, който минава през турбината, да се движи поради система за налягане и температура. Тези турбини обикновено имат няколко тела (високо, средно и ниско налягане), за да се възползват максимално от парата.
- Генератор: Машина, която преобразува генерираната механична енергия в електричество чрез електромагнитна индукция. Валът на турбината е свързан към генератора, който произвежда трифазен променлив ток.
Експлоатация на ТЕЦ
Операцията на а конвенционална топлоелектрическа централа може да се раздели на няколко етапа. На първо място, на гориво Изгаря се в котел, генериращ голямо количество топлина. Тази топлина се използва за за загряване на вода, която се превръща в пара под високо налягане и висока температура.
Тази пара се изпраща към турбините, където упражнява натиск върху лопатките на турбината, карайки турбината да се върти. той движение на турбината Той генерира механична енергия, която накрая се трансформира в електрическа енергия в генератора.
Генерираното електричество преминава през трансформатор, където напрежението му се увеличава, за да се разпредели на големи разстояния през електрическата мрежа.
Парата, след като бъде използвана в турбината, се изпраща в кондензатор, където се охлажда и се превръща обратно във вода, което води до затворен цикъл на производство на пара. Този процес е често срещан във всички топлоелектрически централи, независимо от вида на използваното гориво.
Видове цикъл в ТЕЦ
- Цикълът на Ранкин: Използва се в повечето конвенционални топлоелектрически централи. Този цикъл използва топлинната енергия на горивото за генериране на водна пара, която след това задвижва турбина.
- Цикъл на Хърн: Това е вариант на цикъла на Ранкин, с допълнителна фаза на повторно нагряване с пара. Този процес подобрява енергийната ефективност.
Въздействие върху околната среда на топлоелектрическа централа
Топлоелектрическите централи генерират отрицателно въздействие върху околната среда поради емисиите, получени от изгарянето на изкопаеми горива и отделянето на големи количества отпадна топлина.
По отношение на емисиите, тези инсталации произвеждат въглероден диоксид (CO2), въглероден оксид (CO), азотни оксиди (NOx) и серен диоксид (SO2), които допринасят за глобалното затопляне и замърсяването на въздуха. Други токсични елементи като живак и олово могат да бъдат освободени.
Филтрите се използват за намаляване на количеството частици, изхвърлени в атмосферата, а комините обикновено са достатъчно високи, за да разпръснат по-добре частиците във въздуха.
Топлообмен и топлинно замърсяване
Друг свързан проблем е топлинното замърсяване поради отделянето на остатъчна топлина в близките водни обекти. Това повишава температурата на водата, засягайки местната екосистема. Електроцентралите прилагат системи за охлаждане, за да смекчат това въздействие, като охлаждат водата, преди да я върнат в източника.
Въздействие върху човешкото здраве
Замърсителите, отделяни от топлоелектрическите централи, влияят негативно на човешкото здраве. Токсичните частици и газове, причинени от горенето, могат да причинят респираторни и сърдечно-съдови заболявания. В дългосрочен план излагането на тези вещества увеличава риска от рак.
Настоящите филтри и системи са подобрени, въпреки че все още трябва да се разработят нови технологии, за да се сведе до минимум въздействието върху здравето и околната среда.
Видове топлоелектрически централи
Има различни видове топлоелектрически централи, в зависимост от използваното гориво и конструкцията на инсталацията.
Конвенционални ТЕЦ
Те използват изкопаеми горива като въглища, мазут или природен газ. Въпреки че са често срещани в световен мащаб, въздействието им върху околната среда е значително поради емисиите на замърсяващи газове.
ТЕЦ с комбиниран цикъл
на инсталации с комбиниран цикъл Те са по-ефективни от конвенционалните. Те използват газови турбини за трансформиране на топлинната енергия в механична чрез изгаряне на природен газ. Излишните горещи газове се използват за генериране на пара, която захранва друга парна турбина, намалявайки емисиите.
Атомни ТЕЦ
Те генерират енергия чрез Ядрен деление в реактор, който освобождава голямо количество топлинна енергия за превръщане на водата в пара. Въпреки че не отделят парникови газове, те представляват рискове поради радиоактивни отпадъци и възможни ядрени аварии.
Алтернативи и възобновяеми енергийни източници
на възобновяеми енергии, като слънчева, вятърна и геотермална, набират все по-голямо значение. Тези източници не произвеждат емисии на парникови газове и са по-устойчиви в дългосрочен план.
Слънчевите топлинни и геотермални централи предлагат подобни алтернативи на конвенционалните топлинни централи, като се възползват от природните източници без отрицателните въздействия, свързани с изкопаемите горива.
Технологичните подобрения повишават ефективността и намаляват разходите, ускорявайки приемането по целия свят.
Парна електроцентрала
на парни електроцентрали Те използват цикъл, при който водата преминава през парна фаза и се връща в течното си състояние. Често се среща в конвенционалните термики.
Свръхкритичната технология придоби значение, като подобрява ефективността и намалява загубите на енергия чрез елиминиране на фазовите промени.
Те са една от основните технологии в производството на електроенергия, въпреки че растежът на възобновяемите енергийни източници започва постепенно да ги измества.
Енергийният сектор е в процес на дълбока трансформация. Топлоелектрическите централи все още са актуални, но възобновяемите енергийни източници вече заемат водеща роля в много страни, благодарение на по-слабото си въздействие върху околната среда и високия потенциал за растеж.