Как работает угольная электростанция?

Уголь сжигаетсяэлектростанцияУже более века они являются краеугольным камнем производства электроэнергии. Несмотря на рост использования возобновляемых источников энергии, уголь остается значительным вкладом в глобальный энергетический баланс. Понимание того, как работает угольная электростанция, необходимо для понимания основ традиционного производства электроэнергии. В этой статье представлен подробный обзор процесса, разбитый на ключевые этапы и объясняющие, как уголь преобразуется в электричество.

Поставка и подготовка угля

Процесс начинается с поставки угля, который обычно доставляется на электростанцию ​​поездом, грузовиком или ленточным конвейером. На заводе уголь подвергается подготовке, которая включает его дробление и измельчение в мелкий порошок. Это увеличивает площадь поверхности угля, позволяя ему более эффективно и полностью сгорать в котле.

Горение в котле

Угольная пыль вдувается в камеру сгорания котла, где воспламеняется при высоких температурах. Интенсивное тепло, выделяющееся при сжигании угля, преобразует воду в трубах котла в пар под высоким давлением. Котел спроектирован так, чтобы максимизировать теплопередачу и обеспечить полное сгорание угля, минимизируя отходы и выбросы.

Генерация пара

Когда вода превращается в пар, она достигает чрезвычайно высоких температур и давлений. Затем этот пар направляется через ряд труб в турбину. Качество и давление пара имеют решающее значение для эффективности электростанции, поскольку современные электростанции работают при сверхкритическом или ультрасверхкритическом давлении для повышения производительности.

Работа турбины

Пар высокого давления поступает в турбину, где он расширяется и охлаждается, проходя через лопатки турбины. Это расширение заставляет лопатки турбины быстро вращаться. Турбина соединена с валом генератора, поэтому, когда турбина вращается, она приводит в движение генератор для производства электроэнергии.

Производство электроэнергии

Внутри генератора механическая энергия турбины преобразуется в электрическую энергию. Это достигается за счет электромагнитной индукции, когда вращающийся вал турбины вращает ротор внутри магнитного поля, индуцируя электрический ток в обмотках статора. Генерируемая электроэнергия затем отправляется в трансформаторы для повышения ее напряжения для передачи по линиям электропередачи.

Конденсация пара и переработка

Пройдя через турбину, пар поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется обратно в воду. В этом процессе используется охлаждающая вода из близлежащих источников, таких как реки, озера или градирни. Конденсированная вода затем перекачивается обратно в котел для повторного нагрева, что делает систему замкнутой.

Системы контроля выбросов

При сжигании угля образуются такие загрязняющие вещества, как диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx), твердые частицы и диоксид углерода (CO2). Современные угольные электростанции оснащены различными технологиями контроля выбросов, включая электростатические осадители, скрубберы и системы селективного каталитического восстановления для снижения вредных выбросов и соблюдения экологических норм.

Обращение с золой

При сжигании угля в качестве побочного продукта образуется зола. Эта зола собирается из котла и систем очистки дымовых газов. Затем его транспортируют на свалки золы или иногда используют в строительных материалах, таких как цемент и бетон, что снижает количество отходов и воздействие на окружающую среду.

Передача и распределение

Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, передается по высоковольтным линиям электропередачи на подстанции. Отсюда его понижают до более низкого напряжения и распределяют по домам, предприятиям и предприятиям. Вся система передачи и распределения обеспечивает надежную и эффективную доставку электроэнергии конечным потребителям.

Подводя итог, можно сказать, что угольная электростанция работает путем преобразования химической энергии, хранящейся в угле, в электрическую энергию посредством ряда хорошо скоординированных шагов. Процесс включает в себя подготовку угля, сжигание, выработку пара, работу турбины, выработку электроэнергии, конденсацию пара, контроль выбросов, удаление золы и, наконец, передачу электроэнергии потребителям. Хотя угольные электростанции имеют жизненно важное значение для производства электроэнергии, текущие достижения направлены на повышение их эффективности и снижение воздействия на окружающую среду. Понимание этих основных процессов дает представление о том, как функционируют традиционные электростанции и с какими проблемами они сталкиваются в развивающейся энергетической среде.