วิธีผลิตไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (CHP)

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบ่งออกเป็นสถานี:

• ตามประเภทของเครื่องยนต์ขับเคลื่อน - กังหันไอน้ำ, กังหันก๊าซ, เครื่องยนต์สันดาปภายใน;

• ตามประเภทของเชื้อเพลิง — ด้วยเชื้อเพลิงอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง (ถ่านหิน ฟืน พีท) เชื้อเพลิงเหลว (น้ำมัน น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล) ที่ใช้แก๊ส

ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน พลังงานของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ซึ่งใช้เพื่อทำให้น้ำในหม้อไอน้ำร้อนขึ้นและสร้างไอน้ำ พลังงานไอน้ำขับเคลื่อนกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ไอน้ำทั้งหมดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าเรียกว่าโรงไฟฟ้าควบแน่น (CES) IES ที่มีประสิทธิภาพตั้งอยู่ใกล้กับพื้นที่ผลิตเชื้อเพลิง ห่างไกลจากผู้ใช้ไฟฟ้า ดังนั้น ไฟฟ้าจะถูกส่งด้วยไฟฟ้าแรงสูง (220 — 750 kV) โรงไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในบล็อก

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมหรือโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม (CHP) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเมืองในโรงไฟฟ้าเหล่านี้ ไอน้ำที่ระบายออกบางส่วนในกังหันจะใช้สำหรับความต้องการด้านเทคโนโลยี เช่นเดียวกับการทำความร้อนและน้ำร้อนในที่อยู่อาศัยและบริการชุมชน การผลิตไฟฟ้าและความร้อนพร้อมกันช่วยลดต้นทุนการจ่ายไฟฟ้าและความร้อนเมื่อเทียบกับการผลิตไฟฟ้าและความร้อนแบบแยกส่วน

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใช้ความร้อนที่เกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น น้ำมัน ก๊าซ ถ่านหิน หรือน้ำมันเตาเพื่อผลิตไอน้ำแรงดันสูงจำนวนมากจากน้ำ อย่างที่คุณเห็น ไอน้ำที่นี่ แม้จะทำหน้าที่เป็นสารหล่อเย็นจากยุคของเครื่องยนต์ไอน้ำ แต่ก็ยังสามารถหมุนเครื่องกำเนิดกังหันได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ไอน้ำจากหม้อไอน้ำถูกป้อนไปยังกังหัน โดยมีเพลาเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส พลังงานกลของการหมุนของกังหันจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและส่งไปยังผู้บริโภคที่แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือที่แรงดันไฟฟ้าแบบขั้นบันไดผ่านหม้อแปลงแบบขั้นบันได

ความดันของไอน้ำที่จ่ายในกังหันมีค่าประมาณ 23.5 เมกะปาสคาล ในขณะที่อุณหภูมิของไอน้ำสามารถสูงถึง 560 °C และน้ำก็ถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนอย่างแน่นอน เพราะมันถูกทำให้ร้อนด้วยเชื้อเพลิงอินทรีย์ฟอสซิลตามแบบฉบับของโรงงานดังกล่าว ซึ่งมีปริมาณสำรอง อยู่ในส่วนลึกของโลกของเรายังคงมีขนาดใหญ่แม้ว่าพวกเขาจะให้ลบมากในรูปแบบของการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

ดังนั้นโรเตอร์หมุนของกังหันจึงเชื่อมต่อที่นี่กับกระดองของเครื่องกำเนิดกังหันที่มีกำลังมหาศาล (หลายเมกะวัตต์) ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแห่งนี้ในที่สุด

ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยทั่วไปแล้วโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจะมีการแปลงความร้อนเป็นไฟฟ้าด้วยประสิทธิภาพประมาณ 40% ในขณะที่ความร้อนจำนวนมากในกรณีที่เลวร้ายที่สุดนั้นถูกโยนทิ้งสู่สิ่งแวดล้อมและ ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด - ในกรณีที่ดีที่สุดจะถูกส่งไปยังเครื่องทำความร้อนและน้ำร้อนทันทีซึ่งจ่ายน้ำให้กับผู้บริโภคในบริเวณใกล้เคียง ดังนั้น หากความร้อนที่ปล่อยออกมาในโรงไฟฟ้าถูกนำไปใช้เพื่อจ่ายความร้อนในทันที ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าดังกล่าวโดยทั่วไปจะสูงถึง 80% และสถานีดังกล่าวจะเรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมหรือ TPP

กังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่พบมากที่สุดของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนมีล้อจำนวนหนึ่งที่มีใบมีดแยกออกเป็นสองกลุ่มแยกกันบนเพลา ไอน้ำภายใต้ความดันสูงสุดที่ปล่อยออกจากหม้อไอน้ำจะเข้าสู่เส้นทางการไหลของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทันที ซึ่งจะหมุนใบพัดใบพัดชุดแรก นอกจากนี้ ไอน้ำเดียวกันนี้จะถูกทำให้ร้อนเพิ่มเติมในเครื่องทำไอน้ำ หลังจากนั้นจะเข้าสู่กลุ่มล้อที่สองซึ่งทำงานด้วยแรงดันไอน้ำที่ต่ำกว่า

เป็นผลให้กังหันที่เชื่อมต่อโดยตรงกับโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำ 50 รอบต่อวินาที (สนามแม่เหล็กของกระดองซึ่งข้ามขดลวดสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็หมุนด้วยความถี่ที่สอดคล้องกัน) เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าร้อนเกินไประหว่างการทำงาน สถานีมีระบบระบายความร้อนสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้องกันไม่ให้เครื่องร้อนเกินไป

มีการติดตั้งหัวเผาภายในหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนซึ่งเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ทำให้เกิดเปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่น ฝุ่นถ่านหินสามารถเผาไหม้ได้ด้วยออกซิเจนเปลวไฟครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของท่อที่มีการกำหนดค่าที่ซับซ้อนโดยมีน้ำไหลผ่านซึ่งเมื่อถูกความร้อนจะกลายเป็นไอน้ำที่หนีออกสู่ภายนอกภายใต้แรงดันสูง

ไอน้ำที่ไหลออกมาภายใต้ความดันสูงจะถูกป้อนเข้าที่ใบพัดของกังหัน ถ่ายโอนพลังงานกลไปยังมัน กังหันจะหมุนและพลังงานกลจะเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า เมื่อเอาชนะระบบของใบพัดกังหันไอน้ำจะถูกส่งตรงไปยังคอนเดนเซอร์โดยที่น้ำเย็นตกลงบนท่อซึ่งก็คือมันจะกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง - น้ำ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนดังกล่าวเรียกว่าโรงไฟฟ้าควบแน่น (CES)

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) ซึ่งแตกต่างจากโรงไฟฟ้าควบแน่น (CES) คือมีระบบดึงความร้อนจากไอน้ำหลังจากผ่านกังหันและมีส่วนในการผลิตไฟฟ้าแล้ว

ไอน้ำถูกนำมาด้วยพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของกังหันเฉพาะ และปริมาณไอน้ำที่นำมาจากกังหันก็ถูกควบคุมด้วย ไอน้ำที่ใช้เพื่อสร้างความร้อนจะถูกควบแน่นในหม้อไอน้ำเครือข่าย ซึ่งให้พลังงานแก่น้ำในเครือข่าย และน้ำจะถูกสูบไปยังหม้อไอน้ำร้อนสูงสุดและจุดให้ความร้อน นอกจากนี้ยังมีการจ่ายน้ำให้กับระบบทำความร้อน

หากจำเป็น การสกัดความร้อนจากไอน้ำในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนสามารถปิดได้อย่างสมบูรณ์ จากนั้นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมจะกลายเป็น IES แบบธรรมดา ดังนั้น โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจึงสามารถทำงานได้ในโหมดใดโหมดหนึ่งจากสองโหมด: ในโหมดความร้อน — เมื่อลำดับความสำคัญคือการสร้างความร้อน หรือในโหมดไฟฟ้า — เมื่อลำดับความสำคัญคือไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ในฤดูร้อน