Как работает угольная электростанция?

УгольныйэлектростанцияУже более века они являются краеугольным камнем производства электроэнергии. Несмотря на рост возобновляемых источников энергии, уголь остается важным источником энергии во всем мире благодаря его изобилию и развитой инфраструктуре. Понимание того, как работает угольная электростанция, может дать представление о процессе производства энергии и проблемах, связанных с этим традиционным источником энергии. В этой статье подробно рассматривается работа угольной электростанции, разбивая этот процесс на ключевые этапы.

Поставка и перевалка угля

Первым шагом на угольной электростанции является доставка и подготовка угля. Уголь обычно доставляют на электростанцию ​​поездом, баржой или грузовиком. По прибытии уголь складируется в больших складах. Перед сжиганием уголь измельчается в мелкий порошок для увеличения площади его поверхности, что позволяет ему более эффективно и полно сгореть в печи.

Горение в котле

Угольный порошок вдувается в камеру сгорания котла, где он сгорает при высоких температурах. Котел представляет собой большой сосуд, заполненный трубками с водой. Тепло, выделяемое при сжигании угля, преобразует воду внутри этих трубок в пар. Этот процесс строго контролируется, чтобы максимизировать эффективность и минимизировать загрязнение. В процессе сгорания вырабатывается тепловая энергия, которая является основным источником энергии на установке.

Генерация пара

Когда уголь горит, тепло превращает воду в пар под высоким давлением. Затем этот пар направляется на турбины. Качество и давление пара имеют решающее значение для эффективности электростанции. Современные угольные электростанции используют сверхкритические или ультрасверхкритические условия пара для повышения эффективности и сокращения выбросов.

Работа турбины

Пар под высоким давлением проходит через лопатки турбины, заставляя ее вращаться. Турбина соединена с генератором и, вращаясь, преобразует кинетическую энергию пара в механическую энергию. Эта механическая энергия затем приводит в действие генератор для производства электрической энергии. Турбина должна быть точно спроектирована так, чтобы выдерживать высокую скорость вращения и экстремальные температуры.

Производство электроэнергии

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую посредством электромагнитной индукции. Внутри генератора вращающийся магнит движется мимо витков провода, индуцируя электрический ток. Затем напряжение этого электричества повышается с помощью трансформаторов, чтобы обеспечить эффективную передачу на большие расстояния по линиям электропередачи.

Конденсат и рециркуляция воды

Пройдя через турбину, пар поступает в конденсатор, где охлаждается и превращается обратно в воду. Затем эта вода возвращается обратно в котел для повторного нагрева, создавая систему с замкнутым контуром. Градирни или близлежащие водоемы часто используются для рассеивания тепла, отводимого от пара.

Системы контроля выбросов

При сжигании угля выделяются такие загрязняющие вещества, как диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx), твердые частицы и диоксид углерода (CO2). Современные угольные электростанции оснащены технологиями контроля выбросов, такими как 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. Существует два типа: зола-унос, улавливаемая из дымовых газов, и зола, оседающая на дне котла. Оба типа золы собираются и либо выбрасываются на свалки, либо перерабатываются для использования в строительных материалах, таких как цемент и бетон.

Подводя итог, можно сказать, что угольная электростанция работает путем преобразования химической энергии, хранящейся в угле, в электрическую энергию посредством ряда хорошо скоординированных шагов. От подготовки и сжигания угля до выработки пара, работы турбин и производства электроэнергии — каждый этап имеет решающее значение для общей эффективности электростанции. Несмотря на опасения по поводу загрязнения и воздействия на окружающую среду, достижения в области контроля выбросов и повышения эффективности электростанций продолжают делать угольные электростанции надежным источником электроэнергии во всем мире. Однако будущее угольной энергетики, вероятно, будет зависеть от баланса энергетических потребностей и экологической устойчивости.