Wprowadzenie
Elektrownie opalane węglem są wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej. Stanowią najczęstszy typ elektrowni i są największym globalnym dostawcą megawatów (MW) spośród wszystkich typów elektrowni. Ten rodzaj elektrowni jest szeroko stosowany ze względu na sprawdzoną konstrukcję oraz niskie koszty pozyskiwania węgla. Niestety, elektrownie opalane węglem - szczególnie starsze - są mniej przyjazne dla środowiska w porównaniu do innych typów elektrowni. Elektrownie opalane węglem są nieodnawialnymi (nie ‘zielonymi’) źródłami energii.
Jak działają elektrownie cieplne opalane węglem
Poniższy film jest fragmentem naszego kursu online z mechaniki i inżynierii elektrycznej.
Węgiel jest dostarczany do elektrowni drogą, koleją lub statkiem i składowany na placu węglowym. Reklamery są używane do zbierania węgla i umieszczania go w zasobnikach, które następnie zasilają przenośniki taśmowe. Przenośniki transportują węgiel z placu do silosów dziennych w głównym budynku elektrowni. Każdy silos dzienny zawiera wystarczającą ilość węgla na określony czas przy pełnym obciążeniu elektrowni, np. jeden silos dzienny może zawierać wystarczającą ilość węgla dla jednego kotła na 12 godzin pełnej pracy. Silosy dzienne zapewniają, że wszelkie zakłócenia w łańcuchu dostaw od placu do silosów dziennych nie spowodują zakłóceń w pracy kotła, a tym samym w generacji energii.
Większe elektrownie mogą mieć kilka dużych kotłów wodnorurkowych, turbin parowych i generatorów. Standardową praktyką jest nazywanie każdego budynku generacyjnego ‘Blokiem’, np. Blok A, Blok B itd. Kotły płomienicowe są używane do wstępnego podgrzewania systemów parowych elektrowni.
Silosy dzienne zasilają kocioł bezpośrednio (stara konstrukcja i rzadko spotykana) lub poprzez młyn węglowy (standardowa konstrukcja i powszechna). Młyny węglowe zwiększają powierzchnię kontaktu węgla z powietrzem poprzez mielenie węgla na małe kawałki. Młyn również suszy węgiel, aby ułatwić spalanie (zmniejszona zawartość wilgoci). Ciepło do suszenia węgla jest odzyskiwane z gazów spalinowych kotła.
Zmielony węgiel z młyna jest wdmuchiwany do kotła z pierwotnym strumieniem powietrza. Węgiel na tym etapie jest drobno zmielony i bardzo suchy, co sprzyja spalaniu. Spalanie zachodzi i generowane jest ciepło (ta elektrownia to ‘elektrownia cieplna').
Ciepło generowane przez kocioł wodnorurkowy jest używane do zmiany stanu wody na parę. Para jest następnie kierowana do kondensacyjnej turbiny parowej.
Turbina parowa jest połączona przez przekładnię z generatorem prądu przemiennego. Prąd przemienny przechodzi następnie przez rozdzielnicę przed rozprowadzeniem do transformatora elektrycznego; używana rozdzielnica często jest typu SF6 lub próżniowego. Transformator elektryczny zwiększa napięcie wyjściowe i jest nazywany ‘transformatorem podwyższającym (GSU)’.
GSU zwiększa napięcie wyjściowe, aby dopasować je do siec elektrycznej, co może wynosić kilkaset tysięcy woltów, np. 110kV, 220kV itd. Zwiększenie napięcia redukuje straty przesyłowe i zmniejsza grubość wymaganych kabli przesyłowych (wyższe napięcie oznacza niższy prąd, niższy prąd oznacza, że można używać cieńszych przewodników/kabli).
Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasze kursy wideo z inżynierii! Każdy kurs zawiera quiz, podręcznik, a po ukończeniu kursu otrzymasz certyfikat. Ciesz się!
Dodatkowe zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Coal-fired_power_station
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Coal_fired_power_plant