석탄 발전소는 어떻게 작동합니까?

석탄발전소s는 전 세계 많은 국가에서 중요한 전기 공급원이었습니다. 재생 가능 에너지의 증가에도 불구하고 석탄 화력 발전소는 여전히 전 세계 에너지 생산에 크게 기여하고 있습니다. 석탄 발전소의 작동 방식을 이해하는 것은 에너지 생성의 기본 사항과 화석 연료와 관련된 과제를 파악하는 데 필수적입니다. 이 기사에서는 석탄 발전 프로세스에 대한 포괄적인 개요를 주요 단계로 나누어 설명합니다.

석탄 공급 및 준비

석탄발전소 운영의 첫 번째 단계는 석탄의 공급과 준비이다. 석탄은 일반적으로 지하 광산이나 지상 광산에서 채굴되어 발전소로 운송됩니다. 현장에 도착하면 석탄을 더 작은 조각으로 분쇄하여 표면적을 늘려 더 효율적으로 연소할 수 있습니다. 이러한 준비를 통해 연소 과정은 최대 에너지 출력에 최적화됩니다.

보일러에서의 연소

준비된 석탄은 보일러에 공급되어 매우 높은 온도에서 연소됩니다. 석탄을 연소시키면 열 에너지가 발생하는데, 이는 발전 과정의 주요 원동력입니다. 보일러 내부에서는 열이 물을 증기로 변환합니다. 보일러는 증기 생산을 극대화하기 위해 극도로 높은 압력과 온도를 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

증기 생성 및 과열

물을 보일러로 펌핑하고 석탄을 태워 가열하여 고압 증기를 생성합니다. 이 증기는 과열되는 경우가 많습니다. 즉, 다시 물로 바뀌지 않고 끓는점 이상으로 가열됩니다. 과열 증기는 에너지 함량이 더 높으며 터빈이 더 많은 기계적 에너지를 생산할 수 있게 하여 발전소의 효율성을 향상시킵니다.

증기 터빈 작동

보일러에서 생성된 고압 증기는 증기 터빈을 향해 전달됩니다. 증기는 터빈 블레이드를 통과하여 빠르게 회전합니다. 이러한 기계적 회전은 증기의 열에너지를 기계적 에너지로 변환합니다. 터빈은 이 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기에 연결됩니다.

발전

터빈 블레이드가 회전함에 따라 발전기의 샤프트가 회전합니다. 발전기 내부에서 자석은 와이어 코일을 지나 회전하여 전자기 유도를 통해 전류를 유도합니다. 이 과정에서 생산된 전기는 전력망으로 전송되어 가정, 기업 및 산업에 배전됩니다.

응축 및 물 재활용

터빈을 통과한 후 증기는 에너지를 잃고 응축기에서 다시 물로 응축됩니다. 응축기는 일반적으로 인근 강, 호수 또는 냉각탑의 냉각수를 사용하여 증기를 효율적으로 냉각합니다. 응축된 물은 다시 보일러로 재활용되어 다시 가열되므로 공정이 지속되고 물이 절약됩니다.

배출 제어 시스템

석탄을 태우면 이산화황, 질소산화물, 입자상 물질, 이산화탄소 등의 오염물질이 배출됩니다. 현대 석탄 발전소에는 환경 영향을 줄이기 위한 배출 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 여기에는 회분 입자를 제거하기 위한 전기 집진기, 황 배출을 줄이기 위한 연도 가스 탈황 장치, 질소 산화물 수준을 낮추기 위한 선택적 촉매 환원 시스템이 포함됩니다.

재 처리 및 폐기

석탄 연소는 부산물로 재를 생성합니다. 비산회와 바닥재의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 비산회는 대기오염방지장치에 의해 포집되고, 바닥재는 보일러 바닥에 모인다. 두 가지 유형의 재 모두 건축 자재로 사용하기 위해 수집, 처리, 폐기 또는 재활용되어 폐기물과 환경 피해를 줄입니다.

발전소 효율성과 과제

석탄 발전소는 효율성 및 환경 규정 준수와 관련된 문제에 직면해 있습니다. 효율성을 향상시키기 위한 노력에는 더 높은 온도와 압력에서 작동하는 초임계 및 초초임계 보일러 사용이 포함됩니다. 그러나 석탄 발전소는 여전히 상당한 온실가스를 배출하므로 청정 에너지원에 비해 덜 유리합니다.

요약하면, 석탄 발전소는 일련의 잘 조정된 단계를 통해 석탄에 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 석탄 준비 및 연소, 증기 생성, 터빈 작동, 전기 생산 및 배출 제어에 이르기까지 각 단계는 중요한 역할을 합니다. 석탄 발전은 전 세계적으로 주요 에너지원으로 남아 있지만 환경 문제로 인해 재생 가능한 대안에 대한 관심이 높아졌습니다. 석탄 발전소의 작동 방식을 이해하면 에너지 생산의 복잡성과 보다 지속 가능한 미래를 향한 길을 밝히는 데 도움이 됩니다.