Bagaimana listrik diproduksi di pembangkit listrik termal (CHP)

Pembangkit listrik termal dibagi menjadi stasiun:

• menurut jenis mesin penggerak — turbin uap, turbin gas, dengan mesin pembakaran internal;

• berdasarkan jenis bahan bakar — dengan bahan bakar organik padat (batubara, kayu bakar, gambut), bahan bakar cair (minyak, bensin, minyak tanah, solar), berbahan bakar gas.

Di pembangkit listrik tenaga panas, energi dari bahan bakar yang dibakar diubah menjadi energi panas, yang digunakan untuk memanaskan air di dalam ketel dan menghasilkan uap. Energi uap menggerakkan turbin uap yang terhubung ke generator.

Pembangkit listrik termal di mana uap digunakan seluruhnya untuk menghasilkan listrik disebut pembangkit listrik kondensasi (CES). IES bertenaga terletak di dekat area produksi bahan bakar, jauh dari konsumen listrik, sehingga listrik ditransmisikan pada tegangan tinggi (220 — 750 kV). Pembangkit listrik dibangun dalam blok.

Pembangkit listrik kogenerasi atau pembangkit listrik dan panas gabungan (CHP) banyak digunakan di kota-kota.Di pembangkit listrik ini, uap yang terkuras sebagian di turbin digunakan untuk kebutuhan teknologi, serta untuk pemanas dan air panas di layanan perumahan dan komunal. Produksi listrik dan panas secara bersamaan mengurangi biaya penyediaan listrik dan panas dibandingkan dengan produksi listrik dan panas yang terpisah.

Pembangkit listrik termal menggunakan panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak, gas, batu bara atau bahan bakar minyak untuk menghasilkan uap bertekanan tinggi dari air dalam jumlah besar. Seperti yang Anda lihat, uap di sini, meskipun berfungsi sebagai pendingin sejak zaman mesin uap, masih mampu memutar generator turbin dengan sempurna.

Uap dari boiler diumpankan ke turbin, dengan poros yang terhubung ke generator arus bolak-balik tiga fasa. Energi mekanik putaran turbin diubah menjadi energi listrik generator dan disalurkan ke konsumen pada tegangan generator atau pada tegangan step-up melalui transformator step-up.

Tekanan uap yang disuplai dalam turbin sekitar 23,5 MPa, sedangkan suhunya bisa mencapai 560 ° C. Dan air digunakan di pembangkit listrik termal justru karena dipanaskan oleh bahan bakar organik fosil yang khas untuk pembangkit semacam itu, yang cadangannya berada di kedalaman planet kita masih cukup besar, meski memberikan minus yang sangat besar berupa emisi berbahaya yang mencemari lingkungan.

Jadi rotor turbin yang berputar dihubungkan di sini ke angker generator turbin berkekuatan besar (beberapa megawatt) yang pada akhirnya menghasilkan listrik di pembangkit listrik tenaga panas ini.

Dalam hal efisiensi energi, pembangkit listrik tenaga panas umumnya sedemikian rupa sehingga konversi panas menjadi listrik dilakukan pada mereka dengan efisiensi sekitar 40%, sedangkan panas dalam jumlah yang sangat besar dalam kasus terburuk dibuang begitu saja ke lingkungan dan paling buruk - dalam kasus terbaik, segera disuplai ke pemanas dan air panas, pasokan air ke konsumen terdekat. Jadi, jika panas yang dilepaskan di pembangkit listrik segera digunakan untuk suplai panas, maka efisiensi pembangkit semacam itu umumnya mencapai 80%, dan stasiun itu disebut pembangkit listrik dan panas gabungan atau TPP.

Turbin generator yang paling umum dari pembangkit listrik termal berisi pada porosnya sejumlah roda dengan bilah yang ditempatkan dalam dua kelompok terpisah. Uap di bawah tekanan tertinggi, yang dikeluarkan dari ketel, segera memasuki jalur aliran genset, di mana ia memutar set impeler baling-baling pertama. Selain itu, uap yang sama dipanaskan lebih lanjut dalam pemanas uap, setelah itu memasuki kelompok roda kedua yang beroperasi pada tekanan uap yang lebih rendah.

Akibatnya, turbin, yang terhubung langsung ke rotor generator, menghasilkan 50 putaran per detik (medan magnet angker, yang melintasi belitan stator generator, juga berputar pada frekuensi yang sesuai). Untuk mencegah genset dari panas berlebih selama operasi, stasiun memiliki sistem pendingin untuk genset yang mencegahnya dari panas berlebih.

Pembakar dipasang di dalam ketel pembangkit listrik tenaga panas, tempat bahan bakar dibakar, membentuk nyala api bersuhu tinggi. Misalnya, debu batu bara dapat dibakar dengan oksigen.Nyala api menutupi area pipa yang luas dengan konfigurasi yang rumit dengan air yang melewatinya, yang bila dipanaskan menjadi uap yang keluar ke luar di bawah tekanan tinggi.

Uap air yang mengalir keluar di bawah tekanan tinggi diumpankan ke bilah turbin, mentransfer energi mekaniknya ke sana. Turbin berputar dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik. Mengatasi sistem bilah turbin, uap diarahkan ke kondensor, di mana, jatuh pada pipa dengan air dingin, mengembun, yaitu menjadi cairan lagi - air. Pembangkit listrik termal semacam itu disebut pembangkit listrik kondensasi (CES).

Pembangkit listrik dan panas gabungan (CHP), tidak seperti pembangkit listrik kondensasi (CES), mengandung sistem untuk mengekstraksi panas dari uap setelah melewati turbin dan telah berkontribusi pada produksi listrik.

Uap diambil dengan parameter yang berbeda, tergantung pada jenis turbin tertentu, dan jumlah uap yang diambil dari turbin juga diatur. Uap yang diambil untuk menghasilkan panas dikondensasi dalam boiler jaringan, di mana ia memberikan energinya ke air jaringan, dan air dipompa ke boiler air panas puncak dan titik pemanas. Selain itu, air disuplai ke sistem pemanas.

Jika perlu, ekstraksi panas dari uap di pembangkit listrik termal dapat dimatikan sepenuhnya, kemudian gabungan panas dan pembangkit listrik akan menjadi IES sederhana. Dengan demikian, pembangkit listrik termal dapat beroperasi dalam salah satu dari dua mode: dalam mode termal - saat prioritasnya adalah menghasilkan panas, atau dalam mode listrik - saat prioritasnya adalah listrik, misalnya di musim panas.