થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ (CHP) માં વીજળી કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટને સ્ટેશનોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• પ્રોપલ્શન એન્જિનના પ્રકાર અનુસાર - સ્ટીમ ટર્બાઇન, ગેસ ટર્બાઇન, આંતરિક કમ્બશન એન્જિન સાથે;

• બળતણના પ્રકાર દ્વારા — ઘન કાર્બનિક બળતણ (કોલસો, લાકડા, પીટ), પ્રવાહી બળતણ (તેલ, ગેસોલિન, કેરોસીન, ડીઝલ બળતણ), ગેસ પર ચાલતું.

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, બળી ગયેલા બળતણની ઊર્જાને થર્મલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ બોઈલરમાં પાણીને ગરમ કરવા અને વરાળ ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. વરાળ ઊર્જા જનરેટર સાથે જોડાયેલ સ્ટીમ ટર્બાઇન ચલાવે છે.

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ કે જેમાં વરાળનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે તેને કન્ડેન્સિંગ પાવર પ્લાન્ટ્સ (CES) કહેવાય છે. શક્તિશાળી IES ઇંધણ ઉત્પાદન વિસ્તારો નજીક સ્થિત છે, જે વીજળી ગ્રાહકોથી દૂર છે, તેથી વીજળી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (220 — 750 kV) પર પ્રસારિત થાય છે. પાવર પ્લાન્ટ બ્લોકમાં બાંધવામાં આવે છે.

સહઉત્પાદન પાવર પ્લાન્ટ અથવા સંયુક્ત હીટ એન્ડ પાવર પ્લાન્ટ્સ (CHP) નો વ્યાપકપણે શહેરોમાં ઉપયોગ થાય છે.આ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, ટર્બાઇનમાં આંશિક રીતે ખલાસ થતી વરાળનો ઉપયોગ તકનીકી જરૂરિયાતો તેમજ રહેણાંક અને સાંપ્રદાયિક સેવાઓમાં ગરમી અને ગરમ પાણી માટે થાય છે. વીજળી અને ગરમીનું એક સાથે ઉત્પાદન વીજળી અને ગરમીના અલગ-અલગ ઉત્પાદનની સરખામણીમાં વીજળી અને ગરમીના સપ્લાયનો ખર્ચ ઘટાડે છે.

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સ અશ્મિભૂત ઇંધણ જેમ કે તેલ, ગેસ, કોલસો અથવા બળતણ તેલને બાળીને ઉત્પન્ન થતી ગરમીનો ઉપયોગ પાણીમાંથી મોટા પ્રમાણમાં ઉચ્ચ દબાણવાળી વરાળ ઉત્પન્ન કરવા માટે કરે છે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, અહીંની વરાળ, સ્ટીમ એન્જિનની ઉંમરથી શીતક તરીકે કામ કરતી હોવા છતાં, હજુ પણ ટર્બાઇન જનરેટરને ફેરવવામાં સંપૂર્ણ રીતે સક્ષમ છે.

બોઈલરમાંથી વરાળને ટર્બાઈનને ખવડાવવામાં આવે છે, જેમાં શાફ્ટ ત્રણ-તબક્કાના વૈકલ્પિક વર્તમાન જનરેટર સાથે જોડાયેલ છે. ટર્બાઇન પરિભ્રમણની યાંત્રિક ઉર્જા જનરેટરની વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે અને જનરેટર વોલ્ટેજ પર અથવા સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર્સ દ્વારા સ્ટેપ-અપ વોલ્ટેજ પર ગ્રાહકોને ટ્રાન્સમિટ કરવામાં આવે છે.

ટર્બાઇનમાં પૂરી પાડવામાં આવતી વરાળનું દબાણ લગભગ 23.5 MPa છે, જ્યારે તેનું તાપમાન 560 ° સે સુધી પહોંચી શકે છે. અને પાણીનો ઉપયોગ થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં ચોક્કસ રીતે થાય છે કારણ કે તે આવા છોડ માટે લાક્ષણિક અશ્મિભૂત કાર્બનિક બળતણ દ્વારા ગરમ થાય છે, જેમના અનામતો આપણા ગ્રહની ઊંડાઈમાં છે તે હજી પણ ખૂબ મોટી છે, જો કે તેઓ પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરતા હાનિકારક ઉત્સર્જનના સ્વરૂપમાં એક વિશાળ માઇનસ આપે છે.

તેથી ટર્બાઇનનું ફરતું રોટર અહીં વિશાળ પાવર (કેટલાક મેગાવોટ)ના ટર્બાઇન જનરેટરના આર્મેચર સાથે જોડાયેલ છે જે આખરે આ થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.

ઉર્જા કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં, થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સ સામાન્ય રીતે એવા હોય છે કે તેમના પર ગરમીનું વીજળીમાં રૂપાંતર લગભગ 40% ની કાર્યક્ષમતા સાથે કરવામાં આવે છે, જ્યારે સૌથી ખરાબ કિસ્સામાં ગરમીનો ખૂબ મોટો જથ્થો ફક્ત પર્યાવરણમાં ફેંકવામાં આવે છે અને સૌથી ખરાબમાં - શ્રેષ્ઠ કિસ્સામાં, તે તરત જ હીટિંગ અને ગરમ પાણી, નજીકના ગ્રાહકોને પાણી પુરવઠો પૂરો પાડવામાં આવે છે. આમ, જો પાવર પ્લાન્ટમાં છોડવામાં આવતી ગરમીનો તરત જ ગરમીના પુરવઠા માટે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો આવા પ્લાન્ટની કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે 80% સુધી પહોંચે છે, અને સ્ટેશનને સંયુક્ત ગરમી અને પાવર પ્લાન્ટ અથવા TPP કહેવામાં આવે છે.

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટની સૌથી સામાન્ય જનરેટર ટર્બાઇન તેના શાફ્ટ પર બે અલગ-અલગ જૂથોમાં બ્લેડ સાથેના પૈડાંની બહુમતી ધરાવે છે. સૌથી વધુ દબાણ હેઠળની વરાળ, જે બોઈલરમાંથી છોડવામાં આવે છે, તે તરત જ જનરેટર સેટના ફ્લો પાથમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં તે વેન ઇમ્પેલર્સના પ્રથમ સેટને ફેરવે છે. વધુમાં, તે જ વરાળને સ્ટીમ હીટરમાં વધુ ગરમ કરવામાં આવે છે, જે પછી તે નીચા વરાળ દબાણ પર કાર્યરત વ્હીલ્સના બીજા જૂથમાં પ્રવેશ કરે છે.

પરિણામે, ટર્બાઇન, જનરેટરના રોટર સાથે સીધું જોડાયેલું છે, તે સેકન્ડ દીઠ 50 ક્રાંતિ કરે છે (આર્મચરનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર, જે જનરેટરના સ્ટેટર વિન્ડિંગને પાર કરે છે, તે અનુરૂપ આવર્તન પર પણ ફરે છે). ઓપરેશન દરમિયાન જનરેટરને વધુ ગરમ થવાથી રોકવા માટે, સ્ટેશનમાં જનરેટર માટે ઠંડક પ્રણાલી છે જે તેને વધુ ગરમ થવાથી અટકાવે છે.

થર્મલ પાવર પ્લાન્ટના બોઈલરની અંદર બર્નર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જેના પર બળતણ બળી જાય છે, જે ઉચ્ચ-તાપમાનની જ્યોત બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોલસાની ધૂળને ઓક્સિજનથી બાળી શકાય છે.જ્યોત પાઇપના વિશાળ વિસ્તારને આવરી લે છે જેમાં એક જટિલ રૂપરેખાંકન હોય છે અને તેમાંથી પાણી પસાર થાય છે, જે જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ બહાર નીકળતી વરાળ બની જાય છે.

ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ વહેતી પાણીની વરાળને ટર્બાઇનના બ્લેડને ખવડાવવામાં આવે છે, તેની યાંત્રિક ઊર્જા તેમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. ટર્બાઇન ફરે છે અને યાંત્રિક ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. ટર્બાઇન બ્લેડની સિસ્ટમને વટાવીને, વરાળને કન્ડેન્સર તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, જ્યાં, ઠંડા પાણી સાથે પાઈપો પર પડતા, તે ઘનીકરણ થાય છે, એટલે કે, તે ફરીથી પ્રવાહી બની જાય છે - પાણી. આવા થર્મલ પાવર પ્લાન્ટને કન્ડેન્સિંગ પાવર પ્લાન્ટ (CES) કહેવામાં આવે છે.

કમ્બાઈન્ડ હીટ એન્ડ પાવર પ્લાન્ટ્સ (સીએચપી), કન્ડેન્સિંગ પાવર પ્લાન્ટ્સ (સીઈએસ)થી વિપરીત, ટર્બાઈનમાંથી પસાર થયા પછી અને પહેલેથી જ વીજળીના ઉત્પાદનમાં ફાળો આપીને વરાળમાંથી ગરમી કાઢવાની સિસ્ટમ ધરાવે છે.

વરાળ વિવિધ પરિમાણો સાથે લેવામાં આવે છે, જે ચોક્કસ ટર્બાઇનના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે, અને ટર્બાઇનમાંથી લેવામાં આવતી વરાળનું પ્રમાણ પણ નિયંત્રિત થાય છે. ગરમી પેદા કરવા માટે લેવામાં આવતી વરાળ નેટવર્ક બોઈલરમાં કન્ડેન્સ્ડ હોય છે, જ્યાં તે નેટવર્ક વોટરને તેની ઉર્જા આપે છે અને પાણીને પીક હોટ વોટર બોઈલર અને હીટિંગ પોઈન્ટ પર પમ્પ કરવામાં આવે છે. વધુમાં, હીટિંગ સિસ્ટમને પાણી પૂરું પાડવામાં આવે છે.

જો જરૂરી હોય તો, થર્મલ પાવર પ્લાન્ટમાં વરાળમાંથી ગરમીનું નિષ્કર્ષણ સંપૂર્ણપણે બંધ કરી શકાય છે, પછી સંયુક્ત ગરમી અને પાવર પ્લાન્ટ એક સરળ IES બની જશે. આમ, થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ બેમાંથી એક મોડમાં કામ કરવા સક્ષમ છે: થર્મલ મોડમાં — જ્યારે પ્રાથમિકતા ગરમી પેદા કરવાની હોય અથવા ઇલેક્ટ્રિક મોડમાં — જ્યારે અગ્રતા વીજળી હોય, ઉદાહરણ તરીકે ઉનાળામાં.