مکانیزم تولید برق حرارتی چگونه است؟

برق یکی از نیازهای مهم بشر است که با استفاده از نیروگاه های مختلف مثل نیروگاه حرارتی و آبی امکان پذیر است. نیروگاه‌های حرارتی با استفاده از گرما و حرارت، برق تولید می‌کنند. در این نیروگاه‌ها انرژی حرارتی با استفاده از توربین و بعد از آن با استفاده از ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. در این مقاله با مکانیزم تولید برق حرارتی و بخش های مختلف آن بیشتر آشنا شوید.

نحوه مکانیزم تولید برق حرارتی در نیروگاه

• نیروگاه‌ های حرارتی به دلیل خصوصیاتی که دارند، از رایج ترین نوع نیروگاه‌ های حرارتی می باشد که ساخته می شود. مراحل تبدیل انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی به چندین بخش تقسیم میشود.
• نیروگاه های حرارتی با حرارت و گرما کار می کند. یعنی انرژی گرمایی توسط توربین به انرژی حرکتی و سپس توسط ژنراتور به نیروی الکتریکی تبدیل می شود.
• برای تولید انرژی در این نیروگاه ها؛ از سوختهایی مانند زغال سنگ، مازوت که جامد هستند و یا گاز طبیعی استفاده می شود.
• انرژی گرمایی تولید شده در واقع به شکل گاز یا بخار به توربین ها می رسد و گاز یا بخار با برخورد به پره های توربین، باعث چرخش توربین می شود.
• از آن جا که نیروگاه های حرارتی با سوخت های فسیلی کار می کنند در دسته نیروگاه های تجدید ناپذیر قرار می گیرند.
• در نیروگاه های حرارتی سوخت را در ابتدا به انرژی حرارتی، سپس انرژی مکانیکی و در نهایت به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.
• تولید برق در نیروگاه های حرارتی برخلاف نیروگاه های دیگر به شرایط اقلیمی بستگی ندارد اما آسیب هایی به محیط زیست وارد می کنند.
• به دلیل اینکه این نیروگاه ها از سوخت های فسیلی استفاده میکنند، سبب گرم شدن زمین شده و دودهای تولید شده از این نیروگاه ها باعث آلوده شدن هوا نیز می شوند.
• همچنین، آب استفاده شده در این نیروگاه های تولید برق امکان دارد وارد رودخانه ها شود و به موجودات زنده آسیب برساند.

گروه صنعتی تابلو برق سازنده تابلو برق سه فاز

بخش های نیروگاه حرارتی

• کانال آب
  این بخش برای سیستم خنک سازی استفاده میشود.
• پمپ آب گردشی
  مورد استفاده برای ایجاد گردش آب از رودخانه به نیروگاه میباشد.
• کندانسور
  برای خنک کردن یا از بین بردن حرارت موجود در آب است.
• هیتر
  این تجهیز ممکن است نسبت به ظرفیت نیروگاه در فشار های پایین یا بالا مورد استفاده قرار بگیرد و باعث گرم شدن و تغییر فشار در آب موجود می شود.
• اکونومایزر
  زمانی که فشار آب بالا برده می شود، حرارتی به صورت بخار و گاز در اطراف آن ایجاد می شود که در حالت عادی اتلاف خواهد شد. اکونومایزر از این اتلاف جلوگیری کرده و این حرارت را به بویلر می رساند.
• دیگ بخار
  در آن سوخت اصلی سوزانده شده و آب را گرم میکند. دیگ بخار به تنهایی به دو دسته تقسیم میشود دیگ بخار درام دار و دیگ بخار یکبار گذر.

بیشتر بخوانید: طراحی و تولید تابلو برق ستاره مثلث در تهران

• سوپر هیتر
  برای ایجاد بخار آب با این دستگاه مجدد به آب گرم شده حرارت میدهند.
• توربین
  توربین بخش اصلی یک نیروگاه حرارتی است و در این مرحله بخار آب ایجاد شده که دارای انرژی حرارتی است باعث چرخش توربین شده و انرژی مکانیکی تولید می کند.
• ژنراتور
  در این بخش انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.
• دودکش
  در این مرحله گازهای خروجی از دیگ بخار را به محیط بیرون هدایت می کند.
• فن های نیروگاه
  برای حمل هوای مورد نیاز مشعل ها یا گازهای گرم کوره به کار می روند.
• بخش زغال‌سنگ
  زغال‌سنگ از معادن دریافت و در انبار زغال‌سنگ نگهداری میشود.
• مخزن
  حداقل ظرفیت این مخزن 10 برابر آسیاب است و وظیفه آن رساندن زغال سنگ به دستگاه آسیاب میباشد.
• دستگاه آسیاب
  تبدیل زغال‌سنگ به پودر در این بخش انجام میشود.
• طبقه‌بندی کننده
  برای جداسازی زغال‌سنگ پودر شده از زغال‌سنگی که هنوز پودر نشده،‌ استفاده می‌شود و همانند الک عمل میکند.

کاربرد های برق حرارتی

برق حرارتی در صنایع مختلف مورد استفاده میباشد مانند نیروگاه‌ ها، کوره‌ ها، کارخانه ‌ها و جالب است بدانید که برق حرارتی فقط به تولید برق محدود نمی ‌شود، بلکه می‌ تواند منبعی برای تولید انرژی گرمایشی و سرمایشی باشد.

معایب و مزایای تولید برق حرارتی در نیروگاه ها

مزایا

• هزینه های ساخت نیروگاه حرارتی نصب به سایر نیروگاه ها کمتر است.
• فضای کمتری برای رسیدن به میزان مشخص تولید لازم دارد.
• هزینه سوخت مورد استفاده در حال حاضر بسیار کمتر است.
• قابلیت ساخته شدن در هر منطقه را دارد و وابسته شرایط اقلیمی خاصی نمی باشد.
• هزینه تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به بقیه نیروگاه ها دارد.

معایب

• باعث اضافه شدن گازهای گلخانه ای به هوا می شود.
• بازده نیروگاه حرارتی تقریبا کمتر از %30 بوده که بسیار پایین است.
• برای تبدیل آب به بخار نیاز به منابع آبی بسیاری هست.
• هزینه تعمیرات و نگهداری این نیروگاه بالا است.
• به دلیل استفاده از سوخت فسیلی گرمایش زمین افزایش می یابد.

انواع مختلف نیروگاه‌ های حرارتی

• نیروگاه‌ های بخار
• نیروگاه‌  های توربین گازی
• نیروگاه‌ های سیکل ترکیبی
• نیروگاه‌ های شکاف هسته ای
• نیروگاه‌ های گداخت هسته ای
• نیروگاه‌ های زمین گرمایی
• نیروگاه‌های حرارتی – خورشیدی
• نیروگاه‌های بیوماس

سخن پایانی

مکانیزم تولید برق حرارتی در نیروگاه ها مراحل مخصوص به خود را دارد. درست است که ساخت این مدل نیروگاه هزینه زیادی دارد ولی به دلیل کاربرد و ویژگی های خاص، جزو متداول ترین نیروگاه هایی است که ساخته میشود.

سوالات متداول مکانیزم تولید برق حرارتی چگونه است؟

1. چرا منابع سوخت های فسیلی، غیر قابل تجدید هستند؟
   زیرا میلیون ها سال طول می کشد تا در اعماق زمین تشکیل شوند.
2. چرا تولید برق آبی در کشور ما کم تر از برق حرارتی است؟
   زیرا بارش باران کمتر است و بخش وسیعی از آن در منطقه ی گرم و خشک قرار دارد.
3. انرژی الکتریکی در توربین چگونه به وجود می آید؟
   این انرژی به واسطه چرخش ژنراتوری که به محور توربین متصل شده به وجود می‌آید.
4. بهترین مکان برای ساخت نیروگاه برق حرارتی کجاست؟
   برای اینکه هزینه های مربوطه کاهش پیدا کند بهتر است در نزدیکی معادن ساخته شود.