Існує багато способів виробництва енергії залежно від типу палива, яке ми використовуємо, і місця чи методу, який використовується для цього. Традиційні теплоелектростанції, також звані термоелектростанціями, використовують викопне паливо для виробництва електроенергії. Багато людей не знають, що таке ТЕЦ.
Цю статтю ми збираємося присвятити тому, щоб розповісти вам, що таке теплова електростанція, які її характеристики та як вони виробляють електроенергію.
Що таке теплоелектростанція?
The звичайні теплові електростанції, також відомі як термоелектростанції, використовують викопне паливо (природний газ, вугілля або мазут) для виробництва електроенергії через термальний цикл водяної пари. Термін «традиційні» використовується для того, щоб відрізнити їх від інших теплових установок, таких як комбінований цикл або атомні станції. Ці установки виробляють електричну енергію шляхом перетворення хімічної енергії палива в теплову енергію, яка потім перетворюється в механічну енергію і, нарешті, в електрику.
Його основними компонентами є:
- Котел: Простір, який перетворює воду на пару шляхом згоряння палива. У цьому процесі хімічна енергія палива перетворюється на теплову.
- Котушки: Труби, по яких циркулює вода, де вона перетворюється на пару. Газ згоряння передає своє тепло воді.
- Парова турбіна: Машина, яка збирає водяну пару, змушуючи, завдяки системі тиску та температури, рухатися вал, який проходить через турбіну. Ці турбіни зазвичай мають кілька корпусів (високого, середнього та низького тиску), щоб максимально використовувати пару.
- Генератор: Машина, яка перетворює згенеровану механічну енергію в електричну за допомогою електромагнітної індукції. Вал турбіни з'єднаний з генератором, який виробляє трифазний змінний струм.
Експлуатація теплової електростанції
Операція а звичайна теплова електростанція можна розділити на кілька етапів. Перш за все, паливо Він спалюється в котлі, виробляючи велику кількість тепла. До цього тепла звикли щоб нагріти воду, який перетворюється на пару високого тиску та високої температури.
Ця пара надходить до турбін, де вона тисне на лопаті турбіни, змушуючи турбіну обертатися. він рух турбіни Він генерує механічну енергію, яка остаточно перетворюється в електричну в генераторі.
Вироблена електроенергія проходить через трансформатор, де її напруга збільшується, щоб поширюватися на великі відстані через електричну мережу.
Пара, використана в турбіні, направляється в конденсатор, де вона охолоджується і перетворюється назад у воду, що призводить до замкнутого циклу виробництва пари. Цей процес поширений на всіх теплоелектростанціях, незалежно від виду використовуваного палива.
Види циклу в ТЕС
- Цикл Ренкіна: Використовується на більшості звичайних теплових електростанцій. Цей цикл використовує теплову енергію палива для генерації водяної пари, яка потім приводить в дію турбіну.
- Цикл Гірна: Це варіант циклу Ренкіна з додатковою фазою підігріву парою. Цей процес покращує енергоефективність.
Вплив теплової електростанції на навколишнє середовище
Теплові електростанції негативно впливають на навколишнє середовище через викиди, що утворюються в результаті спалювання викопного палива, і виділення великої кількості відпрацьованого тепла.
З точки зору викидів, ці заводи виробляють вуглекислий газ (CO2), оксид вуглецю (CO), оксиди азоту (NOx) і діоксид сірки (SO2), які сприяють глобальному потеплінню та забрудненню повітря. Можуть виділятися інші токсичні елементи, такі як ртуть і свинець.
Фільтри використовуються для зменшення кількості частинок, що викидаються в атмосферу, а димові труби зазвичай достатньо високі, щоб краще розсіювати частинки в повітрі.
Теплообмін і теплове забруднення
Іншою пов'язаною проблемою є теплове забруднення внаслідок виділення залишкового тепла в прилеглих водоймах. Це підвищує температуру води, що впливає на місцеву екосистему. Електростанції використовують системи охолодження, щоб пом’якшити цей вплив, охолоджуючи воду перед тим, як повертати її до джерела.
Вплив на здоров'я людини
Забруднюючі речовини, що викидаються ТЕС, негативно впливають на здоров'я людини. Токсичні частинки та гази, що утворюються в результаті горіння, можуть спричинити респіраторні та серцево-судинні захворювання. У довгостроковій перспективі вплив цих речовин підвищує ризик раку.
Поточні фільтри та системи покращилися, хоча нові технології все ще потребують розробки, щоб мінімізувати вплив на здоров’я та навколишнє середовище.
Типи теплових електростанцій
Існують різні типи теплових електростанційзалежно від використовуваного палива та конструкції установки.
Традиційні теплові електростанції
Вони використовують викопне паливо, таке як вугілля, мазут або природний газ. Хоча вони поширені у всьому світі, їхній вплив на навколишнє середовище є значним через викиди забруднюючих газів.
ТЕЦ парогазового циклу
The установки комбінованого циклу Вони більш ефективні, ніж звичайні. Вони використовують газові турбіни для перетворення теплової енергії в механічну шляхом спалювання природного газу. Надлишок гарячих газів використовується для генерації пари, яка живить іншу парову турбіну, зменшуючи викиди.
Атомні теплові електростанції
Вони генерують енергію через Ядерний риб в реакторі, який виділяє велику кількість теплової енергії для перетворення води в пару. Хоча вони не викидають парникових газів, вони становлять ризики через радіоактивні відходи та можливі ядерні аварії.
Альтернативи та відновлювані джерела енергії
The відновлюваних джерел енергії, такі як сонячна, вітрова та геотермальна, набувають поширення. Ці джерела не створюють викидів парникових газів і є більш стійкими в довгостроковій перспективі.
Сонячні термальні та геотермальні станції пропонують аналогічні альтернативи звичайним тепловим установкам, використовуючи переваги природних джерел без негативного впливу, пов’язаного з викопним паливом.
Технологічні вдосконалення підвищують ефективність і знижують витрати, прискорюючи впровадження в усьому світі.
Парова електростанція
The парові електростанції Вони використовують цикл, у якому вода проходить через парову фазу та повертається до свого рідкого стану. Він поширений у звичайних термах.
Надкритична технологія набула актуальності, покращуючи ефективність і зменшуючи втрати енергії за рахунок усунення фазових змін.
Вони є однією з основних технологій у виробництві електроенергії, хоча зростання відновлюваних джерел енергії починає поступово їх замінювати.
Енергетичний сектор переживає глибоку трансформацію. Теплові електростанції все ще актуальні, але відновлювані джерела енергії вже займають лідируючі позиції в багатьох країнах завдяки меншому впливу на навколишнє середовище та високому потенціалу зростання.