Gần 2/3 nhu cầu điện của thế giới được cung cấp bởi các nhà máy nhiệt điện. Trong các nhà máy điện này, hơi nước được tạo ra bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch (ví dụ than) và sau đó được sử dụng để chạy tua bin hơi. Sau khi hơi đi qua tua bin hơi, nó được ngưng tụ trong bình ngưng, hóa lỏng và đưa trở lại bể chứa. Quá trình này được gọi là chu trình Rankine. Bài viết này giải thích quá trình phát điện; ưu nhược điểm của các nhà máy nhiệt điện. Vì đa số các nhà máy nhiệt điện sử dụng than làm nhiên liệu chính của họ, nên ta sẽ đi tìm hiểu nhà máy nhiệt điện đốt than.
Cấu tạo nhà máy nhiệt điện than
Than - Nhà máy nhiệt điện than
Trong một nhà máy nhiệt điện than, than được vận chuyển từ các mỏ than đến trạm phát điện. Thường than bitum hoặc than nâu được sử dụng làm nhiên liệu. Than được lưu trữ trong kho chứa, trữ lượng than trong kho để phát điện thường là 40 ngày nếu không được cung cấp. Than được làm sạch bằng một máy lọc từ tính để lọc ra các chất cặn, hạt sắt vì nó có thể gây ra hao mòn trong thiết bị. Than từ lưu trữ trực tiếp lần đầu tiên được nghiền nhỏ và sau đó được đưa vào máy nghiền để tạo dạng bột. Than bột thô trải qua quá trình đốt hoàn toàn, do đó than nghiền cải thiện hiệu quả của nồi hơi. Tro tạo ra sau khi đốt than được lấy ra khỏi nồi hơi theo định kỳ và sau đó xử lý đúng cách.
Lò hơi - Nhà máy nhiệt điện than
Hỗn hợp của than nghiền và không khí (thường là không khí nóng chảy) được đưa vào lò hơi và sau đó được đốt trong lò hơi. Khi đốt nhiên liệu, một quả cầu lửa được hình thành ở trung tâm nồi hơi và một lượng lớn năng lượng nhiệt được tỏa ra từ nó. Năng lượng nhiệt được sử dụng để chuyển đổi nước thành hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao.
Bình ngưng - Nhà máy nhiệt điện than
Hơi nước sau khi đi qua tua bin được ngưng tụ trong bình ngưng bằng phương pháp tuần hoàn nước lạnh. Ở đây, hơi nước mất áp suất cũng như nhiệt độ được ngưng tụ hóa lỏng trở lại vào bể chứa. Việc ngưng tụ là cần thiết vì, nén một chất lỏng trong trạng thái khí đòi hỏi một lượng năng lượng khổng lồ đối với năng lượng cần thiết để nén chất lỏng. Như vậy, ngưng tụ làm tăng hiệu quả của chu kỳ.
Tua bin - Nhà máy nhiệt điện than
Trục tua bin sẽ được gắn với trục roto, khi tua bin quay sẽ làm quay roto > Phát điện. Điện năng được tạo ra, một phần sẽ sử dụng (tự dùng), phần lớn còn lại sẽ được nâng áp qua máy biến áp, rồi được truyền tải đi xa