석탄 화력 발전소는 어떻게 작동합니까?

석탄 연소발전소한 세기가 넘도록 발전의 초석이 되어 왔습니다. 재생 가능 에너지원의 증가에도 불구하고 석탄은 여전히 ​​글로벌 에너지 믹스에 중요한 기여를 하고 있습니다. 석탄 화력 발전소의 작동 방식을 이해하는 것은 에너지 생산에서의 역할과 환경 영향과 관련된 과제를 이해하는 데 필수적입니다. 이 문서에서는 개요를 제공하고 석탄 화력 발전소와 관련된 핵심 프로세스를 분석합니다.

석탄화력발전소 개요

석탄 화력 발전소는 석탄에 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 이 과정에는 석탄을 태워 열을 생성하고 증기를 생성하는 과정이 포함됩니다. 이 증기는 발전기에 연결된 터빈을 구동하여 전기를 생산합니다. 전체 작업은 효율성을 극대화하고 배기가스 배출을 줄이도록 설계된 기계 및 화학 프로세스의 복잡한 시스템입니다.

석탄 배달 및 준비

이 과정의 첫 번째 단계는 석탄을 운반하고 준비하는 것입니다. 석탄은 철도, 선박 또는 컨베이어 벨트를 통해 발전소로 운송됩니다. 현장에 도착하면 대규모 비축물이나 사일로에 저장됩니다. 연소하기 전에 석탄을 미세한 분말로 분쇄하여 표면적을 늘려 보일러에서 보다 효율적이고 완전하게 연소할 수 있습니다.

보일러에서의 연소

석탄분말은 보일러의 연소실로 불어 들어가 점화됩니다. 불타는 석탄은 엄청난 양의 열을 방출하며, 이는 물을 고압 증기로 변환하는 데 사용됩니다. 보일러는 극도로 높은 온도와 압력을 견딜 수 있도록 설계되어 열 에너지를 물에 최대한 전달합니다.

증기 생성 및 터빈 작동

보일러에서 생성된 고압 증기는 터빈 블레이드로 향합니다. 증기가 팽창하고 냉각되면서 터빈 블레이드가 빠르게 회전하게 됩니다. 터빈은 발전기에 연결되어 있으며, 이 기계적 에너지는 전자기 유도를 통해 전기 에너지로 변환됩니다.

발전

발전기는 회전자(터빈에 부착됨)와 고정자(고정 부품)로 구성됩니다. 고정자 내에서 회전자가 회전하면서 전류가 유도되고, 이 전류는 변압기를 통해 전달되어 전력선을 통한 효율적인 장거리 전송을 위해 전압을 증가시킵니다.

냉각 및 응축

증기는 터빈을 통과한 후 응축기로 들어가 냉각되고 다시 물로 변환됩니다. 이는 일반적으로 냉각탑이나 인근 수원을 사용하여 달성됩니다. 응축된 물은 다시 보일러로 펌핑되어 재가열되어 사이클이 완료됩니다.

배출 제어 시스템

석탄 연소는 이산화황(SO2), 질소산화물(NOx), 입자상 물질과 같은 오염물질을 생성합니다. 현대식 석탄 화력 발전소에는 환경 영향을 최소화하기 위해 배연 탈황(FGD) 장치, 전기 집진기, 선택적 촉매 환원(SCR) 시스템과 같은 배출 제어 기술이 장착되어 있습니다.

재 처리

석탄을 태우면 비산재와 바닥재로 구성된 재가 생성됩니다. 비산회는 배가스가 대기로 방출되기 전에 오염 제어 장치에 의해 포집되고, 바닥재는 보일러 바닥에 수집됩니다. 두 가지 유형의 재 모두 수집되어 안전하게 폐기되거나 건축 자재로 사용하기 위해 재활용됩니다.

효율성과 환경적 과제

석탄 화력 발전소는 일반적으로 33~40%의 효율로 운영됩니다. 이는 석탄 에너지의 상당 부분이 열로 손실된다는 의미입니다. 효율성을 향상하려는 노력에는 더 높은 온도와 압력에서 작동하는 초임계 및 초초임계 보일러가 포함됩니다. 그러나 온실가스 배출, 대기 오염 등 환경 문제는 여전히 큰 과제로 남아 있습니다.

요약하자면, 석탄 화력 발전소는 분쇄된 석탄을 태워 고압 증기를 생성하고, 이 증기는 전기를 생산하는 발전기에 연결된 터빈을 구동하는 방식으로 작동합니다. 이 프로세스에는 석탄 준비, 연소, 증기 생성, 전기 생산, 냉각 및 배출 제어를 포함한 여러 주요 단계가 포함됩니다. 석탄은 여전히 ​​중요한 에너지원이지만, 지속적인 발전은 효율성을 향상하고 환경에 미치는 영향을 줄이는 것을 목표로 합니다. 세계가 보다 깨끗하고 지속 가능한 에너지 솔루션으로 전환함에 따라 석탄 화력 발전소가 어떻게 운영되는지 이해하는 것이 중요합니다.