थर्मल पावर प्लांट (सीएचपी) में बिजली का उत्पादन कैसे होता है

थर्मल पावर प्लांट स्टेशनों में विभाजित हैं:

• प्रणोदन इंजन के प्रकार के अनुसार - भाप टरबाइन, गैस टरबाइन, आंतरिक दहन इंजन के साथ;

• ईंधन के प्रकार से - गैस पर चलने वाले ठोस जैविक ईंधन (कोयला, जलाऊ लकड़ी, पीट), तरल ईंधन (तेल, गैसोलीन, मिट्टी के तेल, डीजल ईंधन) के साथ।

ताप विद्युत संयंत्रों में, जले हुए ईंधन की ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिसका उपयोग बॉयलर में पानी को गर्म करने और भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। भाप ऊर्जा एक जनरेटर से जुड़ी भाप टरबाइन को चलाती है।

थर्मल पावर प्लांट जिनमें बिजली का उत्पादन करने के लिए पूरी तरह से भाप का उपयोग किया जाता है, संघनक बिजली संयंत्र (सीईएस) कहलाते हैं। शक्तिशाली आईईएस ईंधन उत्पादन क्षेत्रों के पास स्थित हैं, बिजली उपभोक्ताओं से दूर हैं, इसलिए बिजली उच्च वोल्टेज (220 - 750 केवी) पर प्रसारित होती है। बिजली संयंत्र ब्लॉकों में बनाए गए हैं।

कोजेनरेशन पावर प्लांट या कंबाइंड हीट एंड पावर प्लांट (सीएचपी) शहरों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।इन बिजली संयंत्रों में, टर्बाइन में आंशिक रूप से समाप्त होने वाली भाप का उपयोग तकनीकी जरूरतों के साथ-साथ आवासीय और सामुदायिक सेवाओं में हीटिंग और गर्म पानी के लिए किया जाता है। बिजली और गर्मी का एक साथ उत्पादन बिजली और गर्मी के अलग-अलग उत्पादन की तुलना में बिजली और गर्मी की आपूर्ति की लागत को कम करता है।

थर्मल पावर प्लांट पानी से बड़ी मात्रा में उच्च दबाव वाली भाप का उत्पादन करने के लिए तेल, गैस, कोयला या ईंधन तेल जैसे जीवाश्म ईंधन को जलाने से उत्पन्न गर्मी का उपयोग करते हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं, भाप इंजनों की उम्र से शीतलक के रूप में कार्य करने के बावजूद, यहाँ की भाप अभी भी टरबाइन जनरेटर को चालू करने में पूरी तरह से सक्षम है।

बॉयलर से भाप एक टरबाइन को खिलाया जाता है, जिसमें एक शाफ्ट तीन-चरण वैकल्पिक चालू जनरेटर से जुड़ा होता है। टरबाइन रोटेशन की यांत्रिक ऊर्जा को जनरेटर की विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है और जनरेटर वोल्टेज पर या स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से स्टेप-अप वोल्टेज पर उपभोक्ताओं को प्रेषित किया जाता है।

टरबाइन में आपूर्ति की गई भाप का दबाव लगभग 23.5 एमपीए है, जबकि इसका तापमान 560 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। और थर्मल पावर प्लांट में पानी का उपयोग ठीक-ठीक इसलिए किया जाता है क्योंकि यह ऐसे पौधों के लिए विशिष्ट जीवाश्म जैविक ईंधन से गर्म होता है, जिनके भंडार हमारे ग्रह की गहराई में अभी भी काफी बड़े हैं, हालांकि वे पर्यावरण को प्रदूषित करने वाले हानिकारक उत्सर्जन के रूप में एक बड़ा ऋण देते हैं।

तो टरबाइन का घूमता हुआ रोटर यहां बड़ी शक्ति (कई मेगावाट) के टरबाइन जनरेटर के आर्मेचर से जुड़ा होता है जो अंततः इस थर्मल पावर प्लांट में बिजली उत्पन्न करता है।

ऊर्जा दक्षता के संदर्भ में, थर्मल पावर प्लांट आम तौर पर ऐसे होते हैं कि गर्मी का बिजली में रूपांतरण लगभग 40% की दक्षता के साथ किया जाता है, जबकि सबसे खराब स्थिति में बहुत बड़ी मात्रा में गर्मी पर्यावरण में फेंक दी जाती है और सबसे खराब स्थिति में - सबसे अच्छे मामले में, इसे तुरंत हीटिंग और गर्म पानी, पास के उपभोक्ताओं को पानी की आपूर्ति की जाती है। इस प्रकार, यदि बिजली संयंत्र में जारी गर्मी तुरंत गर्मी की आपूर्ति के लिए उपयोग की जाती है, तो ऐसे संयंत्र की दक्षता आम तौर पर 80% तक पहुंच जाती है, और स्टेशन को संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र या टीपीपी कहा जाता है।

थर्मल पावर प्लांट के सबसे आम जनरेटर टर्बाइन में इसके शाफ्ट पर पहियों की बहुलता होती है जिसमें दो अलग-अलग समूहों में ब्लेड होते हैं। उच्चतम दबाव में भाप, जिसे बॉयलर से छुट्टी दे दी जाती है, तुरंत जनरेटर सेट के प्रवाह पथ में प्रवेश करती है, जहां यह वैन प्ररित करने वालों के पहले सेट को घुमाती है। इसके अलावा, स्टीम हीटर में उसी भाप को और गर्म किया जाता है, जिसके बाद यह कम भाप के दबाव में चलने वाले पहियों के दूसरे समूह में प्रवेश करता है।

नतीजतन, टरबाइन, जनरेटर के रोटर से सीधे जुड़ा हुआ है, प्रति सेकंड 50 चक्कर लगाता है (आर्मेचर का चुंबकीय क्षेत्र, जो जनरेटर के स्टेटर वाइंडिंग को पार करता है, इसी आवृत्ति पर भी घूमता है)। ऑपरेशन के दौरान जनरेटर को ज़्यादा गरम होने से बचाने के लिए, स्टेशन में जनरेटर के लिए एक शीतलन प्रणाली होती है जो इसे ज़्यादा गरम होने से बचाती है।

थर्मल पावर प्लांट के बॉयलर के अंदर एक बर्नर स्थापित किया जाता है, जिस पर ईंधन जलाया जाता है, जिससे उच्च तापमान वाली लौ बनती है। उदाहरण के लिए, कोयले की धूल को ऑक्सीजन से जलाया जा सकता है।लौ पाइप के एक बड़े क्षेत्र को एक जटिल विन्यास के साथ कवर करती है जिसमें पानी गुजरता है, जो गर्म होने पर उच्च दबाव में बाहर निकलने वाली भाप बन जाता है।

उच्च दबाव में बहने वाली जल वाष्प को टरबाइन के ब्लेड में खिलाया जाता है, इसकी यांत्रिक ऊर्जा को इसमें स्थानांतरित किया जाता है। टर्बाइन घूमता है और यांत्रिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टरबाइन ब्लेड की प्रणाली पर काबू पाने, भाप को कंडेनसर को निर्देशित किया जाता है, जहां ठंडे पानी के साथ पाइपों पर गिरने से यह संघनित होता है, यानी यह फिर से तरल हो जाता है - पानी। ऐसे थर्मल पावर प्लांट को कंडेंसिंग पावर प्लांट (CES) कहा जाता है।

संघनित विद्युत संयंत्रों (CES) के विपरीत, संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र (CHP) में टरबाइन से गुजरने के बाद और बिजली के उत्पादन में पहले से ही योगदान देने के बाद भाप से गर्मी निकालने की प्रणाली होती है।

भाप को विभिन्न मापदंडों के साथ लिया जाता है, जो विशेष टरबाइन के प्रकार पर निर्भर करता है, और टरबाइन से ली गई भाप की मात्रा को भी नियंत्रित किया जाता है। गर्मी उत्पन्न करने के लिए ली गई भाप को नेटवर्क बॉयलरों में संघनित किया जाता है, जहाँ यह अपनी ऊर्जा नेटवर्क के पानी को देती है, और पानी को गर्म पानी के बॉयलरों और हीटिंग पॉइंट्स तक पहुँचाया जाता है। इसके अलावा, हीटिंग सिस्टम को पानी की आपूर्ति की जाती है।

यदि आवश्यक हो, थर्मल पावर प्लांट में भाप से गर्मी का निष्कर्षण पूरी तरह बंद कर दिया जा सकता है, तो संयुक्त गर्मी और बिजली संयंत्र एक साधारण आईईएस बन जाएगा। इस प्रकार, थर्मल पावर प्लांट दो में से एक मोड में काम करने में सक्षम है: थर्मल मोड में - जब प्राथमिकता गर्मी उत्पन्न करना है, या इलेक्ट्रिक मोड में - जब प्राथमिकता बिजली हो, उदाहरण के लिए गर्मियों में।