Termoelektrik santral: parçaları, özellikleri ve çalışması
Termoelektrik üretim tesisi olarak da bilinen bir termoelektrik santral, fosil yakıtları yakıp ısı vererek, elektrik enerjisi üretmek için kurulmuş bir sistemdir.
Halen fosil yakıtlardan elektrik üretmek için kullanılan mekanizma esasen üç aşamadan oluşmaktadır: yanma, türbin tahriki ve elektrik jeneratörü tahriki.
1) Yakıtın yanması ==> Kimyasal enerjinin termal enerjiye dönüşümü.
2) Türbinlerin türbinine bağlı elektrik üreticisi tarafından çalıştırılması ==> Elektrik enerjisine dönüşüm.
3) Türbine maruz kalan elektrik jeneratörünün çalıştırılması ==> Elektrik enerjisine dönüşüm.
Fosil yakıtlar, milyonlarca yıl önce organik atıkların erken zamanlardaki bozulmasından dolayı oluşan yakıtlardır. Bazı fosil yakıt örnekleri petrol (türevleri içerir), kömür ve doğal gazdır.
Bu yöntem sayesinde, geleneksel termoelektrik santrallerin büyük çoğunluğu dünya çapında faaliyet göstermektedir.
parçalar
Bir termoelektrik santral, elektrik üretme amacını en verimli şekilde ve mümkün olan en az çevresel etkiye sahip olarak yerine getirmek için çok özel bir altyapıya ve özelliklere sahiptir.
Termoelektrik santrallerin parçaları
Termoelektrik bir tesis; yakıt depolama sistemleri, kazanlar, soğutma mekanizmaları, türbinler, jeneratörler ve elektrik iletim sistemlerini içeren karmaşık bir altyapıdan oluşur.
Sonra, bir termoelektrik santralin en önemli kısımları:
1) Fosil yakıt deposu
Her ülkenin mevzuatına uygun güvenlik, sağlık ve çevresel önlemlere göre bir şartlandırılmış yakıt deposu. Bu birikim, tesisin çalışanları için risk teşkil etmemelidir.
2) Caldera
Kazan, yakıt yanması sırasında salınan kimyasal enerjiyi termal enerjiye dönüştürerek, ısı üretme mekanizmasıdır.
Bu bölümde yakıt yakma işlemi gerçekleştirilir ve bunun için kazan, yüksek sıcaklıklara ve basınçlara dayanıklı malzemelerden imal edilmelidir.
3) Buhar jeneratörü
Kazan etrafındaki su sirkülasyon borularıyla kaplıdır, bu buhar üretim sistemidir.
Bu sistemden geçen su, ısının yakıtın yanmasından aktarılması nedeniyle ısıtılır ve hızlı bir şekilde buharlaşır. Üretilen buhar aşırı ısıtılır ve yüksek basınçta serbest bırakılır.
4) Türbin
Önceki işlemin çıktısı, yani yakıtın yanması nedeniyle oluşan su buharı, buharın kinetik enerjisini döner bir harekete dönüştüren bir türbin sistemini harekete geçirir.
Sistem, aldıkları buhar basıncı seviyesine bağlı olarak, her biri belirli bir tasarım ve işleve sahip çeşitli türbinlerden oluşabilir.
5) Elektrik jeneratörü
Türbin bataryası bir elektrik jeneratörüne ortak bir eksen üzerinden bağlanır. Elektromanyetik endüksiyon prensibi sayesinde şaftın hareketi, jeneratörün rotorunun hareket etmesine neden olur.
Bu hareket, sırayla, türbinlerden gelen mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü, jeneratör statorunda bir elektrik voltajı indükler.
6) Kondansatör
Prosesin etkinliğini garanti etmek için, türbinleri tahrik eden su buharı tekrar kullanılıp kullanılamayacağına bağlı olarak soğutulur ve dağıtılır.
Kondansatör, buharı, yakındaki bir su kütlesinden gelebilecek olan veya termoelektrik üretim işleminin bazı iç fazlarından tekrar kullanılabilen bir soğuk su devresi vasıtasıyla soğutur.
7) Soğutma kulesi
Buhar, çok ince bir metal ağ boyunca geçiş yoluyla bahsedilen buharı dışarıya boşaltmak için bir soğutma kulesine aktarılır.
Bu işlemden iki çıkış elde edilir: bunlardan biri doğrudan atmosfere giden buhardır ve bu nedenle sistemden atılır. Diğer çıktı, döngünün başında tekrar kullanılacak olan buhar üreticisine geri dönen soğuk su buharıdır.
Her durumda, çevreye yayılan su buharı kaybı, sisteme taze su yerleştirilerek değiştirilmelidir.
8) Trafo Merkezi
Üretilen elektrik enerjisi birbirine bağlı sisteme iletilmelidir. Bunu yapmak için, elektrik gücü jeneratör çıkışından bir trafo merkezine taşınır.
Burada, iletkenlerdeki yüksek akımların dolaşımından kaynaklanan enerji kayıplarını azaltmak için, temel olarak aşırı ısınma yoluyla voltaj seviyeleri (voltaj) yükseltilir.
Trafo merkezinden, enerji tüketim için elektrik sistemine dahil edildiği iletim hatlarına taşınır.
9) Şömine
Bacada, yakıtların yanmasından kaynaklanan gazlar ve diğer atıklar dışarıya atılır. Ancak bundan önce bu işlemden kaynaklanan dumanlar arıtılır.
özellikleri
Termoelektrik santrallerin en belirgin özellikleri şunlardır:
- Altyapının montajının diğer enerji üretim tesislerine göre basitliği göz önüne alındığında mevcut olan en ekonomik üretim mekanizmasıdır.
- Atmosfere karbondioksit ve diğer kirletici maddelerin emisyonları göz önüne alındığında temiz olmayan enerjiler olarak kabul edilirler.
Bu ajanlar asit yağmuru emisyonunu doğrudan etkiler ve Dünya'nın atmosferi hakkında şikayetçi olan sera etkisini arttırır.
- Buhar emisyonları ve termal kalıntı, bulundukları alanın mikroiklimini doğrudan etkileyebilir.
- Sıcak suyun yoğuşmadan sonra atılması, termoelektrik güç istasyonuna bitişik su kütlelerinin durumunu olumsuz yönde etkileyebilir.
Nasıl çalışıyorlar?
Termoelektrik üretim döngüsü, yakıtın yakıldığı ve buhar üreticisinin devreye girdiği kazanda başlar.
Daha sonra, aşırı ısıtılmış ve basınçlı buhar, bir eksen tarafından bir elektrik jeneratörüne bağlanan türbinleri tahrik eder.
Elektrik gücü bir trafo merkezi vasıtasıyla, bitişik şehrin enerji taleplerini karşılamaya izin veren iletim hatlarına bağlı bir iletim alanına taşınır.
