ईंधन, ठंडा पानी और हवा एक थर्मल पावर प्लांट की खपत करता है। इससे राख, गर्म पानी, धुआं और बिजली पैदा होती है।
थर्मल पावर प्लांट विभिन्न प्रकार के ईंधन पर काम करते हैं।
बीच की गली में सोवियत संघकई बिजली संयंत्र स्थानीय ईंधन - पीट पर चलते हैं। यह स्टीम बॉयलरों की भट्टियों में ढेलेदार रूप में चलती भट्टियों पर या पीट चिप्स - पिसी हुई पीट के रूप में - माइन-मिल भट्टियों या आईएनजी की भट्टियों में जलाया जाता है। शेरशनेव।
दांतेदार ड्रम - कटर द्वारा पीट द्रव्यमान से छोटे छीलन, टुकड़ों को हटाकर मिल्ड पीट प्राप्त किया जाता है। फिर इस टुकड़े को सुखाया जाता है।
मिल्ड पीट में जल रहा है शुद्ध फ़ॉर्म लंबे समय के लिएएक अनसुलझी समस्या बनी रही जब तक कि हमारे यूएसएसआर इंजीनियर शेरशनेव ने एक भट्टी तैयार नहीं की जिसमें मिल्ड पीट को निलंबन में जलाया जाता है। मिल्ड पीट को हवा से भट्ठी में उड़ा दिया जाता है। बिना जले बड़े कण गिरते हैं, लेकिन फिर से एक मजबूत वायु धारा द्वारा उठाए जाते हैं और इस प्रकार, दहन कक्ष में पूर्ण दहन तक निलंबन में रहते हैं।
1931 में, यूएसएसआर में दुनिया का पहला बिजली संयंत्र शुरू किया गया था, ऐसी भट्टियों में पिसी हुई पीट को जलाना। यह ब्रांस्क क्षेत्रीय बिजली संयंत्र है।
बाद में, मिल्ड पीट के दहन के लिए शाफ्ट-मिल भट्टियों का निर्माण किया गया। खदान मिलों में, पिसी हुई पीट को सुखाया जाता है, कुचल दिया जाता है, हवा में मिलाया जाता है और पहले से ही बहुत छोटे सूखे कणों के रूप में भट्ठी में प्रवेश किया जाता है, जहां यह जलता है।
यूएसएसआर के तेल क्षेत्रों में तरल ईंधन - ईंधन तेल (अपशिष्ट तेल आसवन) पर चलने वाले बिजली संयंत्र भी हैं। धातुकर्म संयंत्रों के पास स्थित बिजली संयंत्र ईंधन के रूप में ब्लास्ट फर्नेस गैस और कोक ओवन गैस का उपभोग करते हैं। प्राकृतिक गैस जमा की खोज के साथ, कुछ बिजली संयंत्रों ने अपने बॉयलरों की भट्टियों में इस गैस का उपयोग करना शुरू कर दिया।
लेकिन इनमें से कोई भी ईंधन कोयले की तरह सर्वव्यापी नहीं है। यूएसएसआर में अधिकांश थर्मल पावर प्लांट ईंधन के रूप में विभिन्न प्रकार के कोयले का उपयोग करते हैं।
कोयले की गुणवत्ता के मामले में आधुनिक बिजली संयंत्र बहुत ही सरल हैं। वे राख और ब्लेज़्नी कोयले का उपयोग कर सकते हैं, जो ब्लास्ट फर्नेस और ओपन-हेर्थ भट्टियों में स्टीमर और स्टीम इंजनों की भट्टियों में जलने के लिए अनुपयुक्त हैं।
पहले, बिजली संयंत्रों में, कोयले को भाप बॉयलरों की भट्टियों में भट्ठी में जलाया जाता था - उसी तरह जैसे कि पीट और जलाऊ लकड़ी के लिए स्टोव में। अभ्यास से पता चला है कि कोयले को महीन पाउडर - कोयले की धूल के रूप में जलाना अधिक लाभदायक है। इसे प्राप्त करने के लिए कोयले को मिलों में पिसा जाता है। उसी मिलों में इसे सुखाया जाता है। अधिकांश आधुनिक ताप विद्युत संयंत्र कोयले की धूल पर चलते हैं।
एक थर्मल पावर प्लांट को बहुत बड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है। स्टीम बॉयलरों को खिलाया जाना चाहिए। लेकिन अधिकांश पानी का उपयोग अपशिष्ट भाप को ठंडा करने, उसे संघनित करने के लिए किया जाता है।
आधुनिक बड़े ताप विद्युत संयंत्र ज्यादातर नदी, झील या विशेष रूप से बनाए गए तालाब के किनारे बनाए जाते हैं। लेकिन हमेशा उस जगह पर नहीं जहां बिजली संयंत्र बनाया जा रहा है, वहां पर्याप्त मात्रा में पानी होता है। इस मामले में, वे एक छोटे जलाशय से संतुष्ट हैं, जहां पानी कृत्रिम रूप से "स्प्रे पूल या कूलिंग टावरों के माध्यम से ठंडा किया जाता है।
अंजीर। 4-4. स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट में नुकसान और उपयोगी ऊर्जा का वितरण।
7 से 6 तक की संख्या नुकसान दिखाती है: 1 - बॉयलर में नुकसान (परिवेश वायु में चला गया और बॉयलर रूम को गर्म करने के लिए); 2- ग्रिप गैसों के साथ नुकसान ^ - भाप पाइपलाइनों में नुकसान; 4 - टरबाइन में नुकसान और टरबाइन हॉल को गर्म करने के लिए; 5 - जनरेटर में नुकसान; 6 - ठंडे पानी से नुकसान।
एक संघनक बिजली संयंत्र में, आंतरिक और ठंडा पानी का नुकसान 77% है। एक संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र में, टर्बाइनों के चयनित और अपशिष्ट भाप में निहित गर्मी के हिस्से का उपयोग किया जाता है औद्योगिक उद्यम 7 और घरेलू जरूरतों के लिए 8. कुल घाटा 65% है।
गर्म पानी दबाव में स्प्रे पूल में बहता है। एक पाइपिंग सिस्टम इस पानी को कई नलिकाओं के बीच वितरित करता है। उनमें से पानी निकलता है छोटे फव्वारे, को महीन स्प्रे में छिड़का जाता है, परिवेशी वायु द्वारा ठंडा किया जाता है, और, पहले से ही ठंडा होने पर, पूल में गिर जाता है।
कूलिंग टावर टावर के अंदर ऊंचे, खोखले होते हैं। जाली उनके निचले हिस्से में परिधि के साथ स्थित हैं। हल्की बारिश में झंझटों पर गर्म पानी गिर जाता है। हवा इस कृत्रिम वर्षा से गुजरती है, पानी की गर्मी से गर्म होती है, और जल वाष्प के साथ कूलिंग टॉवर के मध्य भाग में प्रवेश करती है। यह विशाल ट्यूब जोर पैदा करती है। गर्म हवाऊपर उठता है और बाहर फेंक दिया जाता है। कूलिंग टावरों के ऊपर हमेशा भाप के विशाल बादल होते हैं।
संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र - सीएचपी के रूप में संक्षिप्त - बिजली संयंत्र हैं, जो बिजली के अलावा, कारखानों और संयंत्रों की तकनीकी जरूरतों के लिए और के रूप में उपभोक्ताओं को भाप के रूप में गर्मी भी देते हैं। गर्म पानी, हीटिंग घरों और आबादी की घरेलू जरूरतों के लिए जा रहा है।
संयुक्त ताप और बिजली संयंत्र साधारण या, जैसा कि उन्हें कहा जाता है, संघनक बिजली संयंत्रों की तुलना में बहुत अधिक किफायती हैं। उत्तरार्द्ध में, ईंधन के दहन से उत्पन्न आधे से अधिक गर्मी ठंडे पानी से दूर हो जाती है। संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों में, ये नुकसान बहुत कम होते हैं, क्योंकि टर्बाइनों में खर्च होने वाली भाप का एक हिस्सा सीधे उपभोक्ताओं के पास जाता है और आसपास के क्षेत्र के हीटिंग और गर्म पानी की आपूर्ति के लिए पानी गर्म करने के लिए जाता है।
तो, हमारे यूएसएसआर में सबसे आम कोयले पर चलने वाला एक थर्मल पावर प्लांट है, जो भाप बॉयलरों की भट्टियों में चूर्णित अवस्था में जलाया जाता है। हम ऐसे बिजली संयंत्र का दौरा करेंगे।
टोप्लावोपोडाना
एक आधुनिक बिजली संयंत्र में 1 kWh बिजली पैदा करने के लिए, केवल कुछ सौ ग्राम कोयला खर्च किया जाता है, लेकिन यहां तक कि एक "औसत" बिजली संयंत्र भी प्रति दिन कई हजार टन कोयले की खपत करता है।
यहां बिजली संयंत्र के फाटकों को खोल दिया गया और, बफ़र्स के साथ बजते हुए, भारी अंजीर की एक और रचना धीरे-धीरे प्रवेश करती है। 4-5. एक थर्मल पावर प्लांट (ईंधन आपूर्ति और बॉयलर रूम) की तकनीकी प्रक्रिया। सेल्फ-अनलोडिंग कारों में सेल्फ-अनलोडिंग कारों में कन्वेयर सिस्टम के माध्यम से 1 के बंकरों को खिलाया जाता है 2 क्रशिंग टॉवर के बंकर 3 में और चुंबकीय विभाजक 4 और ग्रेट स्क्रीन 5 के माध्यम से - क्रशर 6 में प्रवेश करता है, जहां इसे कुचल दिया जाता है आकार में 10-13 के टुकड़ों तक। कोल्हू के बाद, ठीक कोयला कन्वेयर 2 के माध्यम से बंकर गैलरी 7 के कन्वेयर को और उनके माध्यम से बॉयलर 8 के कच्चे कोयला बंकरों में खिलाया जाता है।
एक बेल्ट फीडर 9 के माध्यम से कच्चे कोयले के बंकरों से, एक बेल्ट वजन के साथ संयुक्त, कोयला बॉल मिल 10 में प्रवेश करता है, जहां इसे एक गैस पाइपलाइन के माध्यम से मिल को आपूर्ति की गई ग्रिप गैसों के साथ जमीन और सुखाया जाता है। कोयले का मिश्रण धूल और गैसों को मिल के पंखे (एग्जॉस्टर) 12 द्वारा मिल से चूसा जाता है, मिल सेपरेटर 13 से होकर गुजरता है, जहां बड़े धूल के कण अलग हो जाते हैं और धूल लाइन 14 के माध्यम से वापस मिल में लौट आते हैं। गैसों के साथ महीन धूल चक्रवात 15 में प्रवेश करती है, जहां धूल गैसों से अलग हो जाती है और डस्ट बिन में डाल दी जाती है 16. धूल चक्रवात 15 से, गैस पाइपलाइन 17 और बर्नर 19 के माध्यम से गैसों को चूसा जाता है।
बॉयलर भट्टी में उड़ा दिया 20.
डस्ट फीडर 18 के माध्यम से गैसों के समान प्रवाह में, दिए गए बॉयलर लोड के लिए आवश्यक धूल की मात्रा को जोड़ा जाता है। ब्लोइंग फैन 21 बॉयलर रूम के ऊपरी हिस्से से गर्म हवा लेता है, इसे एयर हीटर 22 के माध्यम से चलाता है, जहां हवा को 300 - ^ 50 ° के तापमान पर लाया जाता है, और इसे पूर्ण दहन के लिए आवश्यक मात्रा में वितरित करता है वायु नलिकाओं के माध्यम से धूल 23 से बर्नर तक 19. बर्नर छोड़ने वाली आग की मशालों का तापमान लगभग 1,500 ° होता है धूल के दहन के दौरान बनने वाली गरमागरम ग्रिप गैसें ढाल ट्यूब 24 को विकिरण द्वारा अपनी गर्मी का कुछ हिस्सा देती हैं, चूसा जाता है एक धुएँ के निकास द्वारा भट्ठी से बाहर 29 और इसके द्वारा हॉग 30 के माध्यम से चिमनी 31 में फेंक दिया जाता है।
फायरबॉक्स से रास्ते में, गैसें 25 उबलते पाइप, एक सुपरहीटर 26, एक वॉटर हीटर - एक वॉटर इकोनॉमाइज़र 27 और एक एयर हीटर 22 धोती हैं। गैस का तापमान 200 ° से नीचे चला जाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर 28 में, निकास गैसों को राख से साफ किया जाता है, जिसे भट्ठी से स्लैग के साथ हाइड्रोलिक राख हटाने वाले चैनल 12 में डाला जाता है, जहां से इसे पानी की एक शक्तिशाली धारा द्वारा दूर किया जाता है।
पानी मशीन के कमरे से फीड वॉटर पाइपलाइन 33 के माध्यम से बॉयलर में प्रवेश करता है, पानी के अर्थशास्त्री 27 से गुजरता है, जहां इसे किसी दिए गए दबाव के लिए लगभग क्वथनांक तक गर्म किया जाता है, बॉयलर ड्रम 34 में डाला जाता है और वहां से पूरा पाइप भर जाता है। प्रणाली। परिणामी भाप को बॉयलर बलबन के ऊपरी भाग से भाप पाइप 35 के माध्यम से सुपरहीटर 26 में छुट्टी दे दी जाती है। सुपरहीटेड स्टीम लाइन 36 के माध्यम से मुख्य स्टीम वाल्व 37 के माध्यम से सुपरहीटेड स्टीम टर्बाइन हॉल में टर्बाइन में जाता है।
फोर-एक्सल सेल्फ-अनलोडिंग नैकलेस। हर कोई सक्षम है! 60 टन तक कोयला रखें।
ट्रेन को वैगन स्केल में खिलाया जाता है, जहां प्रत्येक गोंडोला का वजन होता है। बिजली संयंत्र के तकनीकी और आर्थिक प्रदर्शन संकेतकों और रेलवे और आपूर्ति खानों के साथ नकद निपटान के सटीक लेखांकन को बनाए रखने के लिए ईंधन का वजन आवश्यक है।
वजन करने के बाद, कुछ कारें कोयला गोदाम में जाती हैं, जहां उन्हें कोयला भंडार बनाने के लिए उतार दिया जाता है। परिवहन के लिए संभावित व्यवधानों के मामले में एक गोदाम की आवश्यकता होती है।
पावर प्लांट की कोयला भंडारण सुविधाएं शक्तिशाली लोडिंग और अनलोडिंग तंत्र से लैस हैं - गैन्ट्री क्रेन, केबल क्रेन, स्टीम या इलेक्ट्रिक सेल्फ प्रोपेल्ड ग्रैब क्रेन। लोडिंग और अनलोडिंग के तहत वैगनों के डाउनटाइम को कम किया जाता है।
ईंधन आपूर्ति की स्थिति के आधार पर, गोदाम कई दिनों या हफ्तों तक संयंत्र को पूर्ण भार पर चलाने के लिए पर्याप्त कोयले का भंडारण करता है।
कारों का एक और हिस्सा, जो कार के तराजू पर बना रहता है, स्टेशन द्वारा लिया जाता है स्टीम लोकोमोटिव I 1 एक लंबी इमारत - अनलोडिंग शेड को खिलाया जाता है। अनलोडिंग शेड के बड़े डबल दरवाजे खुलते हैं, चेतावनी के संकेत जलते हैं, घंटी बजती है और स्टीम लोकोमोटिव के साथ पूरी ट्रेन उतराई के लिए प्रवेश करती है।
श्रमिक लॉकिंग लीवर को चालू करते हैं, नैकलेस के निचले हिस्से की ढाल खोलते हैं, और कोयले की एक काली धारा ट्रैक के दोनों ओर स्थित बड़े, लोहे के जाल, बड़े-जाल वाले गड्ढों में डाली जाती है। ये अनलोडिंग डिब्बे हैं। ऊपर उठने वाले धूल के बादलों से छत पर शक्तिशाली बिजली के दीपक मंद लगते हैं। कोयले को सूखा परोसा गया था, क्योंकि बहुत सारे अंजीर हैं। 4-6. तकनीकी प्रक्रिया (चित्र 4-5 की निरंतरता)। थर्मल पावर प्लांट (पावरहाउस और इलेक्ट्रिकल पार्ट)।
स्टीम लाइन 1 के माध्यम से बॉयलरों से सुपरहीटेड स्टीम स्टीम टर्बाइन 2 में प्रवेश करती है, जहां भाप की तापीय ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। टर्बाइन रोटर इससे जुड़े जनरेटर एल के रोटर को घुमाता है। टरबाइन में खर्च की गई भाप 4 में प्रवेश करती है, जहां यह द्रवीभूत होती है - संघनित होती है, जिससे इसकी गर्मी परिसंचारी पानी को छोड़ देती है। भाप पानी में बदल गई - घनीभूत - घनीभूत पंप बी द्वारा पंप की जाती है और संचायक टैंक 7 और डीरेटर बी में भेजी जाती है, जिसमें गर्म पानी से ऑक्सीजन को हटा दिया जाता है। '4 डिएरेटर में, कंडेनसेट के अलावा, कंडेनसेट नुकसान की भरपाई के लिए रासायनिक जल उपचार से पाइपलाइन 12 के माध्यम से पानी डाला जाता है, ड्रेनेज टैंक 10 को इकट्ठा करने से जल निकासी भी पंप 9 द्वारा यहां आपूर्ति की जाती है। बॉयलर रूम की पानी की खपत के आधार पर , कंडेनसेट या तो भंडारण टैंक में जमा हो जाता है या इससे बहरे में भस्म हो जाता है। इसमें घुली ऑक्सीजन से पानी की रिहाई तब होती है जब डिएरेटर हेड 11 से गुजरते हैं।
फीड पंप / 5 डिएरेटर से पानी लेता है और इसे हीटर 14 के माध्यम से दबाव में चलाता है, जहां टरबाइन से चयनित भाप द्वारा पानी को गर्म किया जाता है और प्रेशर फीड पाइप 15 से बॉयलर रूम में बॉयलर तक जाता है। हीटर के अलावा टर्बाइन से निकलने वाली ब्लीड स्टीम भी डीरेटर हेड को सप्लाई की जाती है।
एक शक्तिशाली परिसंचरण पंप 16 को कंडेनसर ठंडे पानी के पीतल के पाइप 5 के माध्यम से पंप किया जाता है ( परिसंचारी जल) टरबाइन की निकास भाप इन ट्यूबों को धोती है, परिसंचारी पानी को अपनी गर्मी देती है और संघनित करती है। पाइपलाइन के माध्यम से गर्म परिसंचारी पानी 17 कूलिंग टॉवर के आउटलेट 18 में प्रवेश करता है, वहाँ से ग्रेट 19 के साथ महीन बारिश के रूप में बहता है और, कूलिंग टॉवर के टॉवर 20 में जाने वाले वायु प्रवाह के साथ मिलकर ठंडा होता है और से प्राप्त पूल 2 /, पहले से ही ठंडा, सेवन परिसंचरण पंप 16 पर लौटता है।
जनरेटर के स्टेटर से, जेनरेटर डिस्कनेक्टर्स 23 के माध्यम से केबल 22 द्वारा उत्पन्न बिजली और तेल स्विच 24 को स्विचगियर 27 के बसबार में भेज दिया जाता है। बसबार से, सहायक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के माध्यम से बिजली का हिस्सा भेजा जाता है अपने स्वयं के उपभोग के विद्युत मोटरों और स्टेशन की रोशनी के लिए बिजली। स्टेप-अप ट्रांसफार्मर 26 और तेल स्विच 27 के माध्यम से बिजली का बड़ा हिस्सा हाई-वोल्टेज लाइन 28 के साथ सामान्य हाई-वोल्टेज लाइन तक जाता है।
पावर सिस्टम नेटवर्क।
धूल। लेकिन यह एक अलग तरीके से भी होता है। शरद ऋतु में और सर्दियों का समयजब बारिश होती है और भारी बर्फबारी होती है, तो कोयले की नमी काफी बढ़ जाती है। कोयला जम जाता है और उसे गोंडोल से क्राउबार से बाहर निकालना पड़ता है।
अनलोडिंग बंकरों से, एक बेल्ट कन्वेयर सिस्टम के माध्यम से कोयला; एक खाई, पहले भूमिगत, और फिर झुकी हुई दीर्घाओं के माध्यम से ऊपर की ओर चढ़ते हुए, क्रशिंग टॉवर में प्रवेश करती है। यहां हैमर क्रशर इसे 10-13 मिमी आकार के टुकड़ों में पीसते हैं। यहां से कोयला स्टीम बॉयलरों के कच्चे कोयला बंकरों में जाता है। यह ईंधन आपूर्ति कार्यशाला की अर्थव्यवस्था का समापन करता है।
भाप कारखाना
जब आप बॉयलर रूम में, बॉयलर के बीच के गलियारे में नीचे खड़े होते हैं, तो ऐसा लगता है जैसे आप बीच में एक संकरी गली में हैं उँची ईमारते... केवल घर पर असामान्य प्रकार, काले रंग की स्टील की चादरों में लिपटा हुआ और हल्के स्टील के जालीदार रास्ते और सीढ़ी से घिरा हुआ है। आधुनिक बॉयलर पांच मंजिला इमारत की ऊंचाई तक पहुंचते हैं।
सभी तरफ, बॉयलर चिकनी काली म्यान है। केवल सबसे ऊपर एक चांदी का गुंबद दिखाई देता है, जैसे कि कड़ाही में एक हवाई पोत लगाया गया हो। यह बॉयलर ड्रम है। स्टील ड्रम का गुंबद थर्मल इन्सुलेशन की एक परत के साथ कवर किया गया है और एल्यूमीनियम कांस्य के साथ चित्रित किया गया है। गुंबद में एक हैच है ताकि आप स्थापना और मरम्मत के दौरान ड्रम के अंदर जा सकें।
बायलर केसिंग पर कई स्थानों पर छोटे-छोटे झाँक-छेद होते हैं। आइए उनमें से एक को खोलें। चेहरा तुरंत गर्मी से नहाया जाता है, आंखों पर असहनीय तेज रोशनी पड़ती है। झाँकियाँ बॉयलर भट्टी में जाती हैं, जहाँ ईंधन जलाया जाता है। ओपन बर्नर में से एक के सामने एक काली ट्यूब होती है जिसके अंत में एक ग्लास लेंस होता है, जैसे आधा जोड़ी दूरबीन। यह एक ऑप्टिकल पाइरोमीटर है जो फायरबॉक्स में तापमान को मापता है। पाइरोमीटर ट्यूब के अंदर एक संवेदनशील ट्यूब लगाई जाती है। इसमें से तार बायलर के कंट्रोल हीट शील्ड पर लगे गैल्वेनोमीटर में जाते हैं। गैल्वेनोमीटर स्केल को डिग्री में स्नातक किया जाता है।
बॉयलर भट्टी के अंदर का तापमान डेढ़ हजार डिग्री से अधिक होता है, और इसकी दीवारों की परत केवल गर्म होती है। भट्ठी में लौ पानी से भरे पाइपों की एक श्रृंखला से चारों तरफ से घिरी हुई है और बॉयलर ड्रम से जुड़ी हुई है। ये पाइप - एक पानी की स्क्रीन, जैसा कि उन्हें कहा जाता है - भट्ठी की गरमागरम गैसों की उज्ज्वल ऊर्जा का अनुभव करते हैं। स्क्रीन के पाइप के पीछे की चिनाई है आग रोक ईंटें... दुर्दम्य ईंटों की एक परत के पीछे बहुत कम तापीय चालकता वाले इंसुलेटिंग डायटोमाइट ईंटों की एक परत रखी गई है। और इस ईंट के पीछे, सीधे स्टील क्लैडिंग पैनल के नीचे, कांच के ऊन या एस्बेस्टस की एक और परत रखी गई थी। बॉयलर से निकलने वाले पाइप थर्मल इन्सुलेशन की एक मोटी परत से ढके होते हैं। ये सभी उपाय पर्यावरण को होने वाली गर्मी के नुकसान को काफी हद तक कम करते हैं।
फायरबॉक्स के अंदर
पास के बॉयलर को मरम्मत के लिए रोक दिया गया है। इसकी दीवार में खुलने के माध्यम से, आप नवीनीकरण की अवधि के लिए बनाए गए अस्थायी बोर्डवॉक में फायरबॉक्स के अंदर जा सकते हैं। अंदर सब कुछ कितना धूसर है!
फायरबॉक्स की सभी चार दीवारें वाटर स्क्रीन पाइप से ढकी हुई हैं। पाइप ढीली राख और लावा की एक परत से ढके होते हैं। भट्ठी की साइड की दीवारों पर कुछ जगहों पर पाइपों को अलग कर दिया जाता है और गैपिंग ब्लैक होल दिखाई देते हैं - बर्नर जिसके माध्यम से कोयले की धूल को भट्टी में उड़ाया जाता है:
तल पर, फायरबॉक्स की दीवारें एक उलटे पिरामिड के रूप में संकीर्ण होती हैं, जो एक संकीर्ण शाफ्ट में गुजरती हैं। यह स्लैग बंकर और स्लैग माइन है। कोयले की धूल के दहन के दौरान बनने वाला स्लैग यहां गिरता है। स्लैग खदानों से, स्लैग और राख को पानी की एक मजबूत धारा द्वारा राख हटाने वाले चैनलों में धोया जाता है या ट्रॉलियों में डाला जाता है और राख डंप में ले जाया जाता है।
जब आप भट्ठी के तल पर खड़े होते हैं, तो खराब रोशनी शुरू में भट्ठी की जगह की ऊंचाई को छुपाती है। लेकिन यह ऊंचाई ध्यान देने योग्य हो जाती है यदि आप पानी के पर्दे के किसी एक पाइप को नीचे से ऊपर तक देखते हैं।
नीचे, प्लेटफॉर्म के स्तर पर, पाइप एक बांह की तरह मोटे प्रतीत होते हैं और उनके बीच के अंतराल स्पष्ट रूप से अलग-अलग होते हैं। शीर्ष पर, मोटे झुकते हैं, एक सपाट मेहराब बनाते हैं। और वहाँ ऊपर, ये पाइप समान पंक्तियों में बिछाए गए तिनके लगते हैं। फायरबॉक्स आर्च का निरीक्षण करने के लिए आपको अपना सिर वापस फेंकना होगा। अनायास ही मुंह खुल जाता है और ऊपर से राख उसमें डाल दी जाती है।
बॉयलर के संचालन के दौरान, इसके सभी पानी के पाइप लगातार कार्बन जमा की एक परत, राख और कालिख की एक परत से ढके होते हैं। यह गर्म गैसों से पाइप में पानी में गर्मी हस्तांतरण को बाधित करता है। बॉयलर की मरम्मत के दौरान उसके सभी पानी के पाइपों को अच्छी तरह से साफ किया जाता है।
स्टीम बॉयलर डिज़ाइनर उन पर ठोस पदार्थों के जमाव को कम करने के लिए ट्यूब बंडलों से गुजरने वाली गरमागरम गैसों की गति को पर्याप्त रूप से समायोजित करते हैं। अन्यथा, गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स जैसे विकास बनते।
इसके अलावा, बॉयलर के संचालन के दौरान, समय-समय पर इसके पाइपों को संपीड़ित हवा या भाप के एक मजबूत जेट के साथ उड़ाने के लिए माना जाता है।
बॉयलर भट्टी की मात्रा एक हजार घन मीटर से अधिक है। बॉयलर के संचालन के दौरान इस विशाल स्थान में क्या हो रहा है, यह सोचना डरावना है, जब यह सब प्रचंड लपटों और गर्म गैसों के भंवरों से भरा होता है।
कोयले से चलने वाला बिजली संयंत्र क्या है? यह बिजली के उत्पादन के लिए एक ऐसा उद्यम है, जहां ऊर्जा रूपांतरण श्रृंखला में कोयला (कोयला, भूरा) पहला है।
आइए हम एक चक्र में चल रहे बिजली संयंत्रों में ऊर्जा रूपांतरण श्रृंखला को याद करें।
श्रृंखला में पहला ईंधन है, हमारे मामले में कोयला। इसमें रासायनिक ऊर्जा होती है, जिसे बॉयलर में जलाने पर भाप से ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। तापीय ऊर्जा को विभव भी कहा जा सकता है। इसके अलावा, नोजल पर भाप की संभावित ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। हम गतिज ऊर्जा वेग कहेंगे। टरबाइन नोजल के आउटलेट पर यह गतिज ऊर्जा रोटर ब्लेड को धक्का देती है और टरबाइन शाफ्ट को घुमाती है। यहीं से घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा प्राप्त होती है। हमारे टर्बाइन के शाफ्ट को विद्युत जनरेटर के शाफ्ट के साथ कठोरता से जोड़ा जाता है। पहले से ही एक विद्युत जनरेटर में, घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा विद्युत ऊर्जा - बिजली में परिवर्तित हो जाती है।
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र के तुलना में फायदे और नुकसान दोनों हैं, उदाहरण के लिए, गैस से चलने वाले (हम हमेशा की तरह आधुनिक सीसीजीटी को ध्यान में नहीं रखेंगे)।
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के लाभ:
- कम ईंधन लागत;
- ईंधन आपूर्ति से तुलनात्मक स्वतंत्रता (एक बड़ा कोयला गोदाम है);
- और बस।
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के नुकसान:
- कम गतिशीलता - लावा के उत्पादन पर अतिरिक्त प्रतिबंधों के कारण, अगर यह तरल लावा हटाने के साथ है;
- गैस की तुलना में उच्च उत्सर्जन;
- बिजली की आपूर्ति के लिए कम दक्षता - इससे बॉयलर में नुकसान होता है और कोयले के चूर्णन की प्रणाली के कारण अपनी बिजली की जरूरतों में वृद्धि होती है;
- गैस स्टेशनों की तुलना में अधिक, लागत इस तथ्य के कारण होती है कि अपघर्षक पहनने और अधिक संख्या में सहायक प्रतिष्ठान जोड़े जाते हैं।
इस छोटी सी तुलना से, यह देखा जा सकता है कि कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों से हार जाते हैं। फिर भी दुनिया इन्हें बनाने से मना नहीं करती। यह मुख्य रूप से आर्थिक दृष्टिकोण के कारण है।
उदाहरण के लिए, हमारे देश को लें। हमारे पास मानचित्र पर कुछ स्थान हैं जहाँ खनन बड़ी मात्राआह कोयला। सबसे प्रसिद्ध कुजबास (कुज़नेत्स्क कोयला बेसिन) है, जिसे केमेरोवो क्षेत्र भी कहा जाता है। काफी कुछ बिजली संयंत्र हैं, सबसे बड़े - और, उनके अलावा, कई छोटे भी हैं। कुछ बिजली इकाइयों को छोड़कर, ये सभी कोयले पर चलते हैं, जहां गैस को बैकअप ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। केमेरोवो क्षेत्र में बहुत सारे हैं कोयला चालित विद्युत संयंत्रनिश्चित रूप से, इस तथ्य के कारण कि कोयले का खनन "निकट से" किया जाता है। बिजली संयंत्रों के लिए कोयले की कीमत में व्यावहारिक रूप से कोई परिवहन घटक नहीं है। इसके अलावा, थर्मल पावर प्लांट के कुछ मालिक कोयला उद्यमों के मालिक भी हैं। यह स्पष्ट प्रतीत होता है कि वहां गैस स्टेशन क्यों नहीं बनाए जा रहे हैं।
इसके अलावा, कोयले के सिद्ध भंडार प्राकृतिक गैस के सिद्ध भंडार से अतुलनीय रूप से अधिक हैं। यह पहले से ही देश की ऊर्जा सुरक्षा पर लागू होता है।
वी विकसित देशोंआगे कदम रखा। तथाकथित सिंथेटिक गैस, प्राकृतिक गैस का एक कृत्रिम एनालॉग, कोयले से बनाया जाता है। कुछ ने पहले ही इस गैस को अपना लिया है, जो सीसीजीटी इकाई के हिस्से के रूप में काम कर सकती है। और यहां कोयला स्टेशनों की तुलना में और यहां तक कि पुराने गैस स्टेशनों की तुलना में पहले से ही पूरी तरह से अलग दक्षता कारक (उच्च) और हानिकारक उत्सर्जन (कम) हैं।
तो हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कोयला, बिजली के उत्पादन के लिए ईंधन के रूप में, मानवता हमेशा उपयोग करेगी।
2000 के बाद से, चीन और भारत में निवेश परियोजनाओं की विस्फोटक वृद्धि के परिणामस्वरूप दुनिया की कोयले से चलने वाली उत्पादन क्षमता दोगुनी होकर 2,000 GW हो गई है। एक और 200 GW निर्माणाधीन है और 450 GW दुनिया भर में नियोजित है। हाल के दशकों में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने दुनिया की 40-41% बिजली का उत्पादन किया है - अन्य प्रकार की पीढ़ी की तुलना में सबसे बड़ा हिस्सा। वहीं, 2014 में कोयले से बिजली उत्पादन में चरम पर पहुंच गया था, और अब ऑपरेटिंग टीपीपी के भार को कम करने और उनके बंद होने की नौवीं लहर शुरू हो गई है। इसके बारे में हमारी कार्बन संक्षिप्त समीक्षा में।
2000 के बाद से, चीन और भारत में निवेश परियोजनाओं की विस्फोटक वृद्धि के परिणामस्वरूप दुनिया की कोयले से चलने वाली उत्पादन क्षमता दोगुनी होकर 2,000 GW हो गई है। एक और 200 GW निर्माणाधीन है और 450 GW दुनिया भर में नियोजित है। कोल जेनरेटर क्लब में 77 देश हैं, 2030 तक 13 और इसमें शामिल होने की योजना है।
हाल के दशकों में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने दुनिया की 40-41% बिजली का उत्पादन किया है - अन्य प्रकार की पीढ़ी की तुलना में सबसे बड़ा हिस्सा।
वहीं, 2014 में कोयले से बिजली उत्पादन में चरम पर पहुंच गया था, और अब ऑपरेटिंग टीपीपी के भार को कम करने और उनके बंद होने की नौवीं लहर शुरू हो गई है। इन वर्षों में, EU और US ने 200 GW को बंद कर दिया है, और 170 GW को 2030 तक बंद कर देना चाहिए। 9 अप्रैल, 2018 तक, 27 देश कोल फेज-आउट एलायंस में शामिल हो गए हैं, जिनमें से 13 के पास ऑपरेटिंग पावर प्लांट हैं।
ध्यान दें कि 2010 से 2017 तक, नियोजित कोयला क्षमता का केवल 34% ही बनाया गया था या निर्माण में लगाया गया था (873 गीगावॉट), जबकि 1,700 गीगावॉट को रद्द या स्थगित कर दिया गया था, कोलस्वर्म की रिपोर्ट। उदाहरण के लिए, एक के निर्माण के लिए एक निविदा नया स्टेशनकई अनुप्रयोगों को आकर्षित कर सकता है, जिनमें से प्रत्येक को "नियोजित क्षमता" में गिना जाएगा।
अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार, सभी अनुपचारित कोयला संयंत्रों को कुछ दशकों के भीतर बंद कर देना चाहिए यदि वार्मिंग को पूर्व-औद्योगिक तापमान से 2C से कम तक सीमित करना है। इस कहानी पर प्रकाश डालने के लिए, कार्बन ब्रीफ ने फरवरी 2018 तक दुनिया के सभी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के अतीत, वर्तमान और भविष्य की मैपिंग की है। (https://www.carbonbrief.org/mapped-worlds-coal-power-plants), जो 2000-2017 की अवधि में काम कर रहे 30 मेगावाट से अधिक के कोयले से चलने वाले सभी टीपीपी और साथ ही नियोजित स्थान को दर्शाता है। मानचित्र में 4,567 GW की कुल क्षमता वाले लगभग 10,000 बंद, परिचालन और नियोजित कोयला संयंत्र शामिल हैं, जिनमें से 1,996 GW आज प्रचालन में है, 210 GW निर्माणाधीन है, 443 GW की योजना है, 2,387 GW बंद किए जा रहे हैं और 1,681 GW प्रस्तावित किए गए थे। बनाया जाना था, लेकिन फिर 2010 से दुनिया के 95 देशों में रद्द कर दिया गया। दुनिया में कोयले से चलने वाले लगभग 27 गीगावॉट के छोटे थर्मल पावर प्लांट भी हैं - प्रत्येक में 30 मेगावाट तक।
कोयला क्षमता में वृद्धि
कोयला उत्पादन मुख्य रूप से आर्थिक विकास को गति देने के लिए सस्ती बिजली के वादे के बारे में है। वैश्विक कोयले से चलने वाली उत्पादन क्षमता 2000 और 2017 के बीच सालाना बढ़ी, जो 1.063 GW से 1.995 GW तक लगभग दोगुनी हो गई। कोयला दुनिया की 40-41% बिजली का उत्पादन करता है, जो हाल के दशकों में सबसे बड़ा हिस्सा है। 2000 में 65 की तुलना में आज दुनिया के 77 देशों द्वारा कोयला ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। कोयला ऊर्जा क्लब में शामिल होने की एक और 13 योजना है।
मौजूदा संयंत्रों से CO2 उत्सर्जन कार्बन बजट को 1.5 या 2 डिग्री सेल्सियस तक तोड़ने के लिए पर्याप्त है। अध्ययन के अनुसार, इन प्रतिबंधों का मतलब कोई नया कोयला आधारित बिजली संयंत्र नहीं होगा और कोयले से चलने वाले बेड़े का 20% जल्दी बंद हो जाएगा। आईईए के अनुसार, दुनिया को 2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि दर से नीचे रखने के लिए सभी कच्चे कोयला बिजली संयंत्रों को 2040 तक बंद करना होगा। इसका मतलब यह होगा कि 20 साल के लिए हर साल 100 गीगावॉट कोयला क्षमता को बंद करना होगा, या 2040 तक हर दिन लगभग एक कोयला ब्लॉक को बंद करना होगा।
हालांकि, अखबारों की सुर्खियों और ऊर्जा पूर्वानुमानों से पता चलता है कि कोयले की वृद्धि नहीं रुकेगी। बिगड़ती जलवायु के लिए ये गंभीर संभावनाएं ऊर्जा क्षेत्र में तेजी से बदलाव के संकेतों से प्रभावित होती हैं। 2015 से निर्माणाधीन या नियोजित कोयला ब्लॉकों के लिए कन्वेयर बेल्ट को आधा कर दिया गया है। टीपीपी बंद होने की गति तेज हो रही है, जो 2010 और 2017 के बीच 197 गीगावॉट के संचयी स्तर तक पहुंच गई है।
कोयला विकास में मंदी
आईईए का मानना है कि निवेश शिखर विश्व कोयला ऊर्जा के लिए पहले ही बीत चुका है और उद्योग "नाटकीय मंदी" के चरण में प्रवेश कर चुका है। आईईए की रिपोर्ट कहती है कि चीन, जो प्रदान करता है अधिकांशवर्तमान विकास, अब नए टीपीपी की जरूरत नहीं है।
निवेश में विफलता का मतलब है कि कोयले की क्षमता में वृद्धि धीमी हो रही है। और अगर 2011 में दुनिया में 82 GW चालू किया गया था, तो 2017 में - केवल 34 GW।
कोलस्वर्म, ग्रीनपीस और सिएरा क्लब की नवीनतम वार्षिक रिपोर्ट के अनुसार, निर्माणाधीन नए स्टेशनों की संख्या हर साल तेजी से घट रही है, जो 2015 के बाद से 73% कम है। चीन सैकड़ों छोटी, पुरानी और कम कुशल सुविधाओं को बंद कर रहा है, उन्हें बड़े और अधिक कुशल लोगों के साथ बदल रहा है। इन सबका मतलब है कि वैश्विक शक्ति कोयला उत्पादन 2022 की शुरुआत में चरम पर हो सकता है, आईईए उद्योग की स्थिति पर एक रिपोर्ट में कहा।
चरम CO2 उत्सर्जन
आईईए के आंकड़े बताते हैं कि सीओ 2 उत्सर्जन कोयला ऊर्जा से, शायद पहले से ही 2014 में चरम पर इस तथ्य के बावजूद कि कोयले की क्षमता लगातार बढ़ रही है। 2014-2016 के बीच कोयला CO2 उत्सर्जन 3.9% गिर गया, कोयला उत्पादन 4.3% गिर गया।
जैसे-जैसे कोयले की क्षमता बढ़ती जा रही है, मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र कम घंटों तक चलते हैं। औसतन, वैश्विक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र 2016 में लगभग आधे समय के लिए 52.5% की उपयोगिता दर के साथ काम कर रहे थे। इसी तरह की प्रवृत्ति अमेरिका (52%), यूरोपीय संघ (46%), चीन (49%) और भारत (60%) में देखी गई है।
कई अन्य कारक भी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों और CO2 उत्सर्जन के बीच संबंधों को प्रभावित करते हैं। इनमें प्रत्येक संयंत्र द्वारा उपयोग किए जाने वाले कोयले के प्रकार और दहन प्रौद्योगिकियां शामिल हैं। निम्न गुणवत्ता वाले लिग्नाइट जलाने वाले ताप विद्युत संयंत्र प्रति गीगावॉट बिजली उत्पन्न होने पर 1200 टन CO2 तक उत्सर्जित कर सकते हैं। उच्च गुणवत्ता वाला कोयला कम उत्सर्जन करता है।
कम कुशल "सबक्रिटिकल" इंस्टॉलेशन से दहन तकनीक भी महत्वपूर्ण है अति-सुपरक्रिटिकल के लिए सिस्टम जो उच्च दबाव पर बॉयलर की दक्षता बढ़ाते हैं। सबसे पुरानी और कम से कम कुशल सबक्रिटिकल इकाइयां 35% दक्षता पर काम करती हैं। नई प्रौद्योगिकियां इस सूचक को 40% तक बढ़ाती हैं, और अति-सुपरक्रिटिकल 45% तक (एचईएलई)।
हालांकि, वर्ल्ड कोल एसोसिएशन के अनुसार, यहां तक कि एचईएलई कोयला ब्लॉक भी लगभग 800tCO2 / GWh उत्सर्जित करते हैं। यह गैस पावर प्लांट के उत्सर्जन का लगभग दोगुना और परमाणु, पवन और सौर से लगभग 50-100 गुना अधिक है। IEA को पूर्व-2C परिदृश्यों में कोयले से चलने वाली बिजली के लिए कोई और संभावना नहीं दिखती है क्योंकि कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के साथ भी अवशिष्ट उत्सर्जन बहुत अधिक है।
2017 में कोयला उत्पादन और CO2 उत्सर्जन में एक छोटा सा स्पाइक था, जो चीन में उत्पादन में वृद्धि से प्रेरित था, हालांकि ये 2014 के शिखर से नीचे हैं।
कोयला अर्थव्यवस्था का क्षरण
कोयले से चलने वाले टीपीपी की अर्थव्यवस्था के लिए बिजली संयंत्रों (सीसीआई) के उपयोग का निम्न स्तर "संक्षारक" है। सामान्य तौर पर, उन्हें कम से कम 80% समय संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, क्योंकि उनकी अपेक्षाकृत उच्च निश्चित लागत है। यह नए कोयला ब्लॉक के निर्माण के लिए लागत अनुमान का भी आधार है, जबकि कम उपयोग से प्रति यूनिट बिजली की लागत बढ़ जाती है। सीसीआई में गिरावट विशेष रूप से कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र संचालकों के लिए विषाक्त है, जो तेजी से गिरती अक्षय ऊर्जा की कीमतों, अमेरिका में सस्ती गैस और यूरोपीय संघ में कोयले की बढ़ती कीमतों के साथ प्रतिस्पर्धा कर रही है। कोयला आपूर्ति प्रतिबंध कोयले की कीमतों को बढ़ा रहे हैं, और विकल्प पर किसी भी शेष लाभ को कम कर रहे हैं।
नए पर्यावरणीय नियम यूरोपीय संघ से लेकर भारत और इंडोनेशिया तक कई न्यायालयों में कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की लागत बढ़ा रहे हैं। कोयला संयंत्र मालिकों को अवश्य ही निवेश करना चाहिए मलजल उपचार संयंत्रउच्च पर्यावरण मानकों को पूरा करने के लिए, या अपने गंदे ताप विद्युत संयंत्रों को पूरी तरह से बंद करने के लिए। वित्तीय थिंकटैंक कार्बन ट्रैकर के अनुसार, कारकों के इस संयोजन का मतलब है कि यूरोपीय संघ और यहां तक कि भारत में मौजूदा कोयला बेड़े के अधिकांश स्टेशन गंभीर आर्थिक समस्याओं का सामना कर रहे हैं। ऐसा पाया गया कि 2030 तक, उदाहरण के लिए, यूरोपीय संघ में लगभग सभी कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र लाभहीन हो जाएंगे। ब्लूमबर्ग न्यू एनर्जी फाइनेंस के संस्थापक माइकल लिब्रेच का कहना है कि कोयला दो "टिपिंग पॉइंट्स" का सामना कर रहा है। पहला यह है कि जब नई अक्षय ऊर्जा कोयले से चलने वाले नए बिजली संयंत्रों की तुलना में सस्ती हो जाती है, जो पहले ही कई क्षेत्रों में हो चुकी है। दूसरा, जब नए नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में सस्ते हों।
ध्यान दें कि कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र प्रतिकूल परिस्थितियों में काम करना जारी रख सकते हैं आर्थिक स्थितियां, उदाहरण के लिए, बिजली के लिए एक अधिभार के साथ। यह प्रथा 2018 में कई यूरोपीय संघ के देशों द्वारा शुरू की गई थी।
2018 में, चीन, वियतनाम और थाईलैंड ने सौर अधिभार को पूरी तरह से रद्द कर दिया। फिलीपींस और इंडोनेशिया ने इसे काफी कम कर दिया है। और भारत में सोलर जेनरेशन पहले से ही कोयले से सस्ता है। यानी वास्तविक प्रतिस्पर्धा की स्थितियों में, देशों में कोयला उत्पादन दक्षिण-पूर्व एशिया पहले से ही RES से हार रहा है और योजना से अधिक धीरे-धीरे विकसित होगा।
प्रमुख देश और क्षेत्र
77 देश बिजली पैदा करने के लिए कोयले का उपयोग करते हैं, 2000 में 65 से ऊपर। तब से, 13 देशों ने कोयला सुविधाओं का निर्माण किया है और सिर्फ एक देश - बेल्जियम - ने उन्हें बंद कर दिया है। अन्य 13 देशों, जिनकी वर्तमान क्षमता का 3% हिस्सा है, ने यूके और कनाडा के नेतृत्व वाले कोल लेफ्ट ऑफ द पास्ट एलायंस के तहत 2030 तक कोयले को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने का संकल्प लिया है। इस बीच, 13 देशों को अभी भी कोयला ऊर्जा क्लब में शामिल होने की उम्मीद है।
शीर्ष 10 नीचे दी गई तालिका के बाईं ओर दिखाए गए दुनिया के देशों में कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की कुल संख्या का 86% हिस्सा है। तालिका में दाईं ओर - शीर्ष 10 दुनिया की कोयले से चलने वाली क्षमता का 64% बनाने की योजना बना रहे देश।
देश/परिचालन मेगावाट/दुनिया में हिस्सा देश/मेगावाट निर्माणाधीन/शेयर
चीन 935.472 47% चीन 210.903 32%
यूएसए 278.823 14% भारत 131.359 20%
भारत 214.910 11% वियतनाम 46.425 7%
जर्मनी 50,400 3% तुर्की 42,890 7%
रूस 48.690 2% इंडोनेशिया 34.405 5%
जापान 44.578 2% बांग्लादेश 21.998 3%
दक्षिण अफ्रीका 41.307 2% जापान 18.575 3%
दक्षिण कोरिया 37,973 2% मिस्र 14,640 2%
पोलैंड 29.401 1% पाकिस्तान 12.385 2%
इंडोनेशिया 28,584 1% फिलीपींस 12,141 2%
चीन के पास कोयले से चलने वाला सबसे बड़ा बेड़ा है और शंघाई के आसपास यांग्त्ज़ी नदी डेल्टा के साथ 250 किमी के दायरे में निर्माणाधीन 97 GW की सबसे बड़ी पाइपलाइन का घर है। यह भारत और संयुक्त राज्य अमेरिका के अपवाद के साथ किसी भी देश में पहले से मौजूद है। रूस के पास दुनिया का पांचवां सबसे बड़ा कोयला आधारित बेड़ा है, जो दुनिया की उत्पादन क्षमता का केवल 2% है।
चीन
पिछले 20 वर्षों में, चीन में सबसे महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं। इसके कोयले से चलने वाले बेड़े में 2000 और 2017 के बीच पांच गुना वृद्धि हुई है। और 935 GW, या दुनिया की क्षमता का लगभग आधा तक पहुंच गया।
चीन CO2 का दुनिया का सबसे बड़ा उत्सर्जक भी है और दुनिया के आधे कोयले का उपयोग करता है, इसलिए इसका भविष्य का रास्ता जलवायु परिवर्तन से निपटने के वैश्विक प्रयास के लिए असमान रूप से महत्वपूर्ण है।
अध्यक्ष शी को "जीवन के लिए नेता" के रूप में नियुक्त करने से पहले औद्योगिक गतिविधि और कोयले के उपयोग को प्रोत्साहित किया गया था। यह ऊर्जा नीति CO2 उत्सर्जन को वर्षों में सबसे तेज गति से आगे बढ़ा सकती है।
हालांकि, कुछ विश्लेषकों का कहना है कि 2030 तक चीन के कोयले का उपयोग आधा हो सकता है। सरकार एक राष्ट्रीय उत्सर्जन व्यापार योजना शुरू कर रही है, और वायु प्रदूषण और जलवायु चिंताओं के जवाब में नई कोयले से चलने वाली ऊर्जा को बंद और प्रतिबंधित कर रही है। इसका मतलब है कि 2017 में निर्माणाधीन या नियोजित कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के कन्वेयर बेल्ट में 2016 तक 70% की कमी आई है।
इसका मतलब यह भी है कि नियोजित परियोजनाओं को उन्हें बनाने के लिए आवश्यक परमिट प्राप्त होने की संभावना नहीं है, पूर्वी एशिया में ग्रीनपीस के एक ऊर्जा विश्लेषक लॉरी मिलिविर्टा कहते हैं। “चीन और भारत में कई नियोजित परियोजनाएं लगभग मर चुकी हैं। भारत में वे व्यावसायिक रूप से अशिक्षित हैं, उनके सही दिमाग में कोई भी उन्हें बनाने नहीं जा रहा है ... चीन में इसका कोई मतलब नहीं है, क्योंकि पहले से ही बहुत अधिक क्षमता है, एक अधिशेष है।" यूनाइटेड स्टेट्स एनर्जी इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन (ईआईए) के अनुसार, चीन में बिजली और कोयले का उत्पादन कमोबेश अपने चरम पर है।
इंडिया
2000 के बाद से क्षमता में दूसरी सबसे बड़ी वृद्धि भारत में हुई, जहां कोयले से चलने वाले बिजली के बेड़े में तीन गुना से अधिक 215 गीगावॉट हो गए। हाल ही में, भारतीय कोयला उत्पादन की स्थिति में तेजी से गिरावट आई है। IEA ने भारतीय कोयले की मांग के लिए अपने पूर्वानुमान में कटौती की इस कारण बिजली की मांग में वृद्धि में मंदी और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की लागत में कमी। मई 2018 में ब्लूमबर्ग के साथ एक साक्षात्कार में भारतीय ऊर्जा मंत्री के अनुसार, कुछ 10 GW संयंत्रों को "अस्थिर" माना जाता है, अन्य 30 GW "तनाव" में हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि "भारत की नवीकरणीय ऊर्जा क्रांति कोयले को कर्ज की चट्टान से दूर धकेल रही है। "मैथ्यू ग्रे, कार्बन ट्रैकर के विश्लेषक।
भारत की नवीनतम राष्ट्रीय बिजली योजना का लक्ष्य 48 GW कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के निपटान का है, आंशिक रूप से इस कारण नए पर्यावरण मानक। यह 94 GW की नई क्षमता को चालू करने का भी प्रावधान करता है, लेकिन यह आंकड़ा दुनिया के प्रमुख विश्लेषकों द्वारा अवास्तविक माना जाता है। देश ने 44 GW परियोजनाओं को चालू करने की योजना बनाई है, जिनमें से 17 GW कई वर्षों से निलंबित हैं। " भारत में, नवीकरणीय ऊर्जा पहले से ही नए और यहां तक कि अधिकांश मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में कम लागत पर ऊर्जा की आपूर्ति कर सकती है। "ग्रीनपीस ईस्ट एशिया के ऊर्जा विश्लेषक लॉरी मिलिविर्टा कहते हैं।
अमेरीका
पुरानी क्षमता के निपटान की लहर ने छह वर्षों में अमेरिकी कोयला उत्पादन में 61 GW की कटौती की है, और अन्य 58 GW को बंद करने की योजना है, कोल स्वार्म नोट। यह अमेरिकी कोयला बेड़े को 2000 में 327 GW से घटाकर भविष्य में या उससे कम 220 GW कर देगा।
उद्योग को बचाने का एक तरीका कारणों से लाभहीन कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को बचाने के लिए ट्रम्प प्रशासन की घोषित योजनाओं के माध्यम से है राष्ट्रीय सुरक्षाक्षमता अधिभार के माध्यम से सिस्टम की विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, ब्लूमबर्ग ने उन्हें "अमेरिकी ऊर्जा बाजारों में अभूतपूर्व हस्तक्षेप" के रूप में वर्णित किया है।
दूसरी ओर, बाजार की स्थिति वर्तमान में गैस से चलने वाले बिजली संयंत्रों और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के पक्ष में है। संयुक्त राज्य अमेरिका में कोई नई कोयला सुविधाएं नहीं हैं। यह उम्मीद की जाती है कि 2018 में कोयले की क्षमता को समाप्त करने की राशि 18 GW होगी। पिछले साल, यू.एस. बिजली क्षेत्र में कोयले की खपत 1982 के बाद सबसे कम थी।
यूरोपीय संघ
कोयले को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने की यूरोपीय संघ की योजनाओं को देखते हुए, संघ के कोयले से चलने वाले बेड़े को 2030 तक घटाकर 100 गीगावाट या 2000 में इसकी कुल क्षमता का आधा कर दिया जाना चाहिए। कनाडा के साथ, यूरोपीय संघ के देश कोयले को चरणबद्ध करने के लिए गठबंधन का नेतृत्व करते हैं। ग्रेट ब्रिटेन, फ्रांस, इटली, नीदरलैंड, पुर्तगाल, ऑस्ट्रिया, आयरलैंड, डेनमार्क, स्वीडन और फिनलैंड ने 2030 तक कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को चरणबद्ध तरीके से समाप्त करने की घोषणा की है। उनकी क्षमता 42 गीगावॉट है, जिसमें हाल ही में निर्मित बिजली संयंत्र शामिल हैं।
इसी समय, दुनिया में चौथा और नौवां सबसे बड़ा राष्ट्रीय कोयला उत्पादक बेड़ा स्थित है सदस्य राज्यों में यूरोपीय संघ, अर्थात् जर्मनी में 50 GW और पोलैंड में 29 GW। जर्मनी के लिए कोयला आधारित बिजली आपूर्ति के लिए एक कट-ऑफ तिथि निर्धारित करने के लिए यूरोपीय संघ के आयोग ने काम करना शुरू कर दिया है, हालांकि देश के ग्रिड ऑपरेटर का कहना है कि 2030 तक ऊर्जा सुरक्षा से समझौता किए बिना उसके आधे कोयले के बेड़े को बंद किया जा सकता है। पोलैंड ने केवल यह वादा किया था कि वह पहले से बनाए जा रहे नए कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट का निर्माण नहीं करेगा।
आईईए अध्ययनों से पता चला है कि पेरिस समझौते के लक्ष्यों को पूरा करने के लिए सभी यूरोपीय संघ के कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को 2030 तक बंद कर देना चाहिए। उचित कीमतों और गैस की उपलब्धता के अधीन, CO2 की बढ़ती कीमतों से इस वर्ष कोयले से गैस में बदलाव की उम्मीद है।
अन्य प्रमुख देश
अन्य एशियाई देशों सहित दक्षिण कोरिया, जापान, वियतनाम, इंडोनेशिया, बांग्लादेश, पाकिस्तान और फिलीपींस ने 2000 के बाद से सामूहिक रूप से अपने कोयला उत्पादन बेड़े को दोगुना कर दिया है, जो 2017 में 185 GW तक पहुंच गया है। कुल मिलाकर, ये देश अपने दम पर 50 GW नए थर्मल पावर प्लांट का निर्माण करेंगे, और एक अतिरिक्त 128 गीगावॉट की योजना चीन, जापान और दक्षिण कोरिया के निर्माण में वित्त पोषण और भागीदारी के माध्यम से बनाई गई है।
इनमें से कई देशों में कोयले के इस्तेमाल के मिले-जुले संकेत हैं। उदाहरण के लिए, जापान की राष्ट्रीय ऊर्जा योजना के नवीनतम मसौदे में 2030 में कोयले की महत्वपूर्ण भूमिका को ध्यान में रखा गया है, जबकि पेरिस समझौते का मतलब है कि टोक्यो को तब तक कोयले को समाप्त कर देना चाहिए, जलवायु विश्लेषिकी नोट।
कोयला उत्पादन की नियोजित मात्रा के मामले में वियतनाम तीसरा देश है - 46 GW, जिसमें से 11 GW पहले से ही निर्माणाधीन है। विश्व संसाधन संस्थान में ऊर्जा के उप निदेशक एलेक्स परेरा लिखते हैं, "फिर भी, सरकार इस प्रक्षेपवक्र को बदलने में तेजी से निवेश कर रही है। वियतनाम परिस्थितियों का एक दिलचस्प और महत्वपूर्ण संयोजन प्रदान करता है जो स्वच्छ ऊर्जा में संक्रमण को सक्षम करेगा: नवीकरणीय ऊर्जा और निजी क्षेत्र तेजी से कड़े स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों को पूरा करने का प्रयास कर रहा है।"
इंडोनेशियाई सरकार ने जावा के सबसे अधिक आबादी वाले द्वीप पर नए कोयला संयंत्रों के निर्माण पर प्रतिबंध लगा दिया है। नए कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों को चालू करने की योजना को सही ठहराने के लिए राज्य उपयोगिता कंपनी की "बिजली की मांग में वृद्धि को अधिक महत्व देने" के लिए आलोचना की गई है।
तुर्की के पास अपने कोयला बेड़े का विस्तार करने की महत्वपूर्ण योजनाएँ हैं। हालांकि, वर्तमान में नियोजित 43 गीगावॉट पाइपलाइन से केवल 1 गीगावॉट का निर्माण किया जा रहा है।
बड़ी योजनाओं वाला एक और देश मिस्र है, जिसके पास न तो कोयला स्टेशन हैं और न ही खुद का कोयला भंडार। कृपया ध्यान दें कि 15 गीगावॉट की योजना बनाई नई क्षमता में से कोई भी क्षमता से आगे नहीं गई प्राथमिक अवस्थाअनुमोदन, कोई परमिट प्राप्त नहीं हुआ है और नहीं बनाया जा रहा है।
दक्षिण अफ्रीका में कोयले के बड़े भंडार हैं और दुनिया का सातवां सबसे बड़ा कोयला बिजली का बेड़ा है। दक्षिण अफ्रीका 6 गीगावॉट के नए ताप विद्युत संयंत्रों का निर्माण कर रहा है और 6 गीगावाट अन्य को शुरू करने की योजना बना रहा है। हालांकि, इस साल की शुरुआत में किरिल रामफोसा के चुनाव के बाद, देश में राजनीतिक भावना बदल रही है, और अप्रैल में $ 4.7 बिलियन के नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के निर्माण के लिए दीर्घकालिक सौदों पर हस्ताक्षर किए गए थे। ... इसका कारण यह है कि नए कोयला स्टेशन आरईएस की तुलना में अधिक महंगे होंगे, विशेषज्ञों का कहना है। दक्षिण अफ्रीका की नई ऊर्जा निवेश योजना में कोयले की भूमिका पर विधायी चर्चा इस गर्मी के अंत में होगी।
23 मार्च, 2013
एक बार, जब हम चेबोक्सरी के शानदार शहर में चले गए पूर्व दिशामेरी पत्नी ने राजमार्ग के किनारे दो विशाल मीनारें देखीं। "और वो क्या है?" उसने पूछा। चूँकि मैं अपनी पत्नी को अपनी अज्ञानता नहीं दिखाना चाहता था, मैंने अपनी स्मृति में थोड़ी अफवाह उड़ाई और एक विजयी दी: "यह एक कूलिंग टॉवर है, क्या आप नहीं जानते?"। वह थोड़ी शर्मिंदा थी: "वे किस लिए हैं?" "ठीक है, वहाँ कुछ ठंडा करने के लिए, ऐसा लगता है।" "और क्या?"। तब मैं शर्मिंदा था, क्योंकि मुझे बिल्कुल नहीं पता था कि आगे कैसे निकलना है।
हो सकता है कि स्मृति में यह प्रश्न हमेशा के लिए अनुत्तरित रह गया हो, लेकिन चमत्कार होते हैं। इस घटना के कुछ महीने बाद, मुझे अपने मित्र फ़ीड में एक पोस्ट दिखाई दे रही है z_alexey चेबोक्सरी सीएचपीपी -2 में जाने के इच्छुक ब्लॉगर्स की भर्ती के बारे में, वही जो हमने सड़क से देखा था। आपको अपनी सभी योजनाओं में भारी बदलाव करना होगा, ऐसा मौका चूकना अक्षम्य होगा!
तो सीएचपी क्या है?
यह सीएचपी संयंत्र का दिल है, और यहीं पर मुख्य क्रिया होती है। बॉयलर में प्रवेश करने वाली गैस जल जाती है, जिससे अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा निकलती है। "शुद्ध जल" भी यहाँ परोसा जाता है। गर्म करने के बाद, यह भाप में बदल जाता है, अधिक सटीक रूप से सुपरहिटेड स्टीम में, जिसमें 560 डिग्री का आउटलेट तापमान और 140 वायुमंडल का दबाव होता है। हम इसे "शुद्ध भाप" भी कहेंगे क्योंकि यह तैयार पानी से बनता है।
भाप के अलावा, हमारे पास एक निकास आउटलेट भी है। अधिकतम क्षमता पर, सभी पांच बॉयलर प्रति सेकंड लगभग 60 घन मीटर प्राकृतिक गैस की खपत करते हैं! दहन उत्पादों को हटाने के लिए, एक गैर-बचकाना "चिमनी" की आवश्यकता होती है। और यह भी उपलब्ध है।
250 मीटर की ऊंचाई को देखते हुए पाइप को शहर के लगभग किसी भी इलाके से देखा जा सकता है। मुझे संदेह है कि यह चेबोक्सरी की सबसे ऊंची इमारत है।
पास में थोड़ा छोटा पाइप है। फिर से रिजर्व करें।
यदि सीएचपी संयंत्र को कोयले से जलाया जाता है, तो अतिरिक्त निकास उपचार की आवश्यकता होती है। लेकिन हमारे मामले में, इसकी आवश्यकता नहीं है, क्योंकि प्राकृतिक गैस का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है।
बॉयलर और टर्बाइन की दुकान के दूसरे खंड में बिजली पैदा करने वाली इकाइयाँ हैं।
उनमें से चार चेबोक्सरी सीएचपीपी -2 के इंजन कक्ष में स्थापित हैं, जिनकी कुल क्षमता 460 मेगावाट (मेगावाट) है। यह वह जगह है जहां बॉयलर रूम से सुपरहिटेड स्टीम खिलाया जाता है। वह, भारी दबाव में, टर्बाइन ब्लेड में भेजा जाता है, जिससे तीस टन रोटर को 3000 आरपीएम की गति से घूमने के लिए मजबूर किया जाता है।
स्थापना में दो भाग होते हैं: टरबाइन स्वयं, और एक जनरेटर जो बिजली उत्पन्न करता है।
और यहाँ टर्बाइन रोटर कैसा दिखता है।
गेज और गेज हर जगह हैं।
टर्बाइन और बॉयलर दोनों, मामले में आपातकालीनतुरन्त रोका जा सकता है। इसके लिए, विशेष वाल्व हैं जो एक सेकंड के एक अंश में भाप या ईंधन की आपूर्ति को बंद कर सकते हैं।
मुझे आश्चर्य है कि क्या औद्योगिक परिदृश्य या औद्योगिक चित्र जैसी कोई चीज है? यहां सुंदरता है।
कमरे में भयानक शोर है, और पड़ोसी को सुनने के लिए, आपको अपनी सुनवाई पर जोर देना होगा। इसके अलावा यह बहुत गर्म है। मैं अपना हेलमेट उतारना चाहता हूं और एक टी-शर्ट उतारना चाहता हूं, लेकिन ऐसा नहीं किया जा सकता। सुरक्षा कारणों से, सीएचपी में छोटी आस्तीन वाले कपड़े प्रतिबंधित हैं, बहुत अधिक गर्म पाइप हैं।
ज्यादातर समय, वर्कशॉप खाली रहती है, लोग यहां हर दो घंटे में एक बार एक चक्कर के दौरान दिखाई देते हैं। और उपकरण संचालन को मुख्य नियंत्रण बोर्ड (बॉयलर और टर्बाइन के लिए समूह नियंत्रण पैनल) से नियंत्रित किया जाता है।
ऐसा दिखता है ड्यूटी ऑफिसर का ऑफिस।
चारों ओर सैकड़ों बटन हैं।
और दर्जनों सेंसर।
मैकेनिकल हैं, इलेक्ट्रॉनिक हैं।
यह हमारा भ्रमण है, और लोग काम कर रहे हैं।
कुल मिलाकर, बॉयलर और टरबाइन की दुकान के बाद, आउटपुट पर हमारे पास बिजली और भाप है जो आंशिक रूप से ठंडा हो गया है और इसका कुछ दबाव खो गया है। बिजली आसान लगती है। विभिन्न जनरेटर से आउटपुट वोल्टेज 10 से 18 kV (किलोवोल्ट) तक हो सकता है। ब्लॉक ट्रांसफार्मर की मदद से, यह 110 केवी तक बढ़ जाता है, और फिर बिजली लाइनों (पावर लाइनों) का उपयोग करके लंबी दूरी पर बिजली का संचार किया जा सकता है।
शेष "शुद्ध भाप" को किनारे पर जाने देना लाभहीन है। चूंकि यह "से बना है साफ पानी", जिसका उत्पादन एक जटिल और महंगी प्रक्रिया है, इसे ठंडा करना और इसे बॉयलर में वापस करना अधिक समीचीन है। इसलिए एक बंद सर्कल में। लेकिन इसकी मदद से, और हीट एक्सचेंजर्स की मदद से, आप कर सकते हैं पानी गर्म करें या द्वितीयक भाप का उत्पादन करें, जिसे आसानी से तीसरे पक्ष के उपभोक्ताओं को बेचा जा सकता है।
सामान्य तौर पर, यह इस तरह है कि हम अपने घरों में सामान्य आराम और आराम के साथ गर्मी और बिजली प्राप्त करते हैं।
ओह हां। और कूलिंग टावर किस लिए हैं?
यह पता चला है कि सब कुछ बहुत सरल है। शेष "शुद्ध भाप" को ठंडा करने के लिए, बॉयलर को नई आपूर्ति से पहले, सभी समान ताप विनिमायकों का उपयोग किया जाता है। इसे औद्योगिक पानी की मदद से ठंडा किया जाता है, CHPP-2 में इसे सीधे वोल्गा से लिया जाता है। इसके लिए किसी विशेष प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं होती है और इसका पुन: उपयोग भी किया जा सकता है। हीट एक्सचेंजर से गुजरने के बाद, प्रक्रिया का पानी गर्म होता है और कूलिंग टावरों में चला जाता है। वहाँ यह एक पतली फिल्म में नीचे बहती है या बूंदों के रूप में नीचे गिरती है और पंखे द्वारा बनाई गई हवा के प्रतिप्रवाह के कारण ठंडी हो जाती है। और इजेक्शन कूलिंग टावर्स में विशेष नोजल का उपयोग करके पानी का छिड़काव किया जाता है। किसी भी मामले में, मुख्य शीतलन पानी के एक छोटे से हिस्से के वाष्पीकरण के कारण होता है। ठंडा पानी कूलिंग टावरों को एक विशेष चैनल के माध्यम से छोड़ता है, जिसके बाद एक पंपिंग स्टेशन की मदद से इसे पुन: उपयोग के लिए भेजा जाता है।
एक शब्द में, बॉयलर-टरबाइन सिस्टम में चल रहे भाप को ठंडा करने वाले पानी को ठंडा करने के लिए कूलिंग टावरों की आवश्यकता होती है।
सीएचपीपी का सारा काम मुख्य नियंत्रण बोर्ड द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
हर समय एक कर्तव्य अधिकारी होता है।
सभी ईवेंट लॉग किए गए हैं।
मुझे रोटी मत खिलाओ, मुझे बटन और सेंसर की तस्वीर लेने दो ...
इस पर लगभग सब कुछ। अंत में, स्टेशन की कुछ तस्वीरें हैं।
यह एक पुराना, अब काम नहीं करने वाला पाइप है। सबसे अधिक संभावना है कि इसे जल्द ही ध्वस्त कर दिया जाएगा।
कंपनी में काफी चहल-पहल है।
यहां उन्हें अपने कर्मचारियों पर गर्व है।
और उनकी उपलब्धियां।
ऐसा लगता है कि यह व्यर्थ नहीं है ...
यह जोड़ना बाकी है, जैसा कि एक मजाक में है - "मुझे नहीं पता कि ये ब्लॉगर कौन हैं, लेकिन उनके गाइड टीजीके -5 ओजेएससी, आईईएस होल्डिंग - डोबरोव एस.वी. के मारी एल और चुवाशिया में शाखा के निदेशक हैं।"
साथ में थाना निदेशक एस.डी. स्टोलियारोव।
अतिशयोक्ति के बिना, वे अपने क्षेत्र में वास्तविक पेशेवर हैं।
और निश्चित रूप से, एक सुव्यवस्थित दौरे के लिए कंपनी की प्रेस सेवा का प्रतिनिधित्व करने वाली इरीना रोमानोवा को बहुत-बहुत धन्यवाद।
1879 में, जब थॉमस अल्वा एडीसनगरमागरम लैंप का आविष्कार किया, विद्युतीकरण का युग शुरू हुआ। बड़ी मात्रा में बिजली के उत्पादन के लिए सस्ते और आसानी से उपलब्ध ईंधन की आवश्यकता होती है। कोयला इन आवश्यकताओं को पूरा करता था, और पहले बिजली संयंत्र (स्वयं एडिसन द्वारा 19 वीं शताब्दी के अंत में निर्मित) कोयले पर संचालित होते थे।
जैसे-जैसे देश में अधिक से अधिक स्टेशन बनते गए, कोयले पर निर्भरता बढ़ती गई। प्रथम विश्व युद्ध के बाद से, अमेरिका के वार्षिक बिजली उत्पादन का लगभग आधा कोयला आधारित बिजली संयंत्रों से आया है। 1986 में, ऐसे बिजली संयंत्रों की कुल स्थापित क्षमता 289,000 मेगावाट थी, और उन्होंने देश में खनन किए गए कोयले की कुल मात्रा (900 मिलियन टन) का 75% खपत किया। परमाणु ऊर्जा के विकास और तेल और प्राकृतिक गैस उत्पादन के विकास की संभावनाओं के बारे में मौजूदा अनिश्चितताओं को देखते हुए, यह माना जा सकता है कि सदी के अंत तक, कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट सभी बिजली का 70% तक उत्पादन करेंगे। देश में उत्पन्न।
हालांकि, इस तथ्य के बावजूद कि कोयला लंबे समय से है और कई वर्षों तक बिजली का मुख्य स्रोत रहेगा (संयुक्त राज्य में, यह सभी प्रकार के प्राकृतिक ईंधन के भंडार का लगभग 80% हिस्सा है), यह कभी भी इष्टतम नहीं रहा है। बिजली संयंत्रों के लिए ईंधन। प्रति यूनिट वजन में विशिष्ट ऊर्जा सामग्री (अर्थात। कैलोरी मान) कोयले के लिए तेल या प्राकृतिक गैस की तुलना में कम है। परिवहन करना अधिक कठिन है और इसके अलावा, कोयले को जलाने से कई अवांछनीय पर्यावरणीय परिणाम होते हैं, विशेष रूप से, अम्लीय वर्षा। 60 के दशक के अंत से, राख और लावा के रूप में गैसीय और ठोस उत्सर्जन के साथ पर्यावरण प्रदूषण के लिए आवश्यकताओं के सख्त होने के कारण कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के आकर्षण में तेजी से गिरावट आई है। इन पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने की लागत के साथ-साथ थर्मल पावर प्लांट जैसी जटिल सुविधाओं के निर्माण की बढ़ती लागत ने उनके विकास की संभावनाओं को विशुद्ध रूप से आर्थिक दृष्टिकोण से कम अनुकूल बना दिया है।
हालाँकि, यदि आप बदलते हैं तकनीकी आधारकोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट, उनके पूर्व आकर्षण को पुनर्जीवित किया जा सकता है। इनमें से कुछ परिवर्तन प्रकृति में विकासवादी हैं और मुख्य रूप से मौजूदा प्रतिष्ठानों की क्षमता को बढ़ाने के उद्देश्य से हैं। साथ ही, कोयले के अपशिष्ट मुक्त दहन की पूरी तरह से नई प्रक्रियाएं विकसित की जा रही हैं, यानी पर्यावरण को कम से कम नुकसान। नई तकनीकी प्रक्रियाओं की शुरूआत का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि भविष्य में कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों को उनके द्वारा पर्यावरण प्रदूषण की डिग्री के लिए प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सके, और उनके उपयोग के मामले में लचीलापन हो। विभिन्न प्रकारकोयला और लंबे निर्माण समय की आवश्यकता नहीं थी।
कोयला दहन प्रौद्योगिकी में प्रगति के महत्व की सराहना करने के लिए, एक पारंपरिक कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के संचालन पर संक्षेप में विचार करें। कोयले को स्टीम बॉयलर की भट्टी में जलाया जाता है, जो अंदर पाइपों के साथ एक विशाल कक्ष होता है, जिसमें पानी भाप में बदल जाता है। भट्ठी में डालने से पहले, कोयले को धूल में कुचल दिया जाता है, जिसके कारण दहन की लगभग उतनी ही पूर्णता प्राप्त होती है जितनी ज्वलनशील गैसों को जलाने पर होती है। एक बड़ा स्टीम बॉयलर प्रति घंटे औसतन 500 टन चूर्णित कोयले की खपत करता है और 2.9 मिलियन किलोग्राम भाप उत्पन्न करता है, जो 1 मिलियन kWh बिजली उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है। उसी समय के दौरान, बॉयलर वातावरण में लगभग 100,000 m3 गैसों का उत्सर्जन करता है।
उत्पन्न भाप एक सुपरहीटर से गुजरती है, जहां इसका तापमान और दबाव बढ़ जाता है, और फिर एक उच्च दबाव वाले टरबाइन में प्रवेश करता है। टरबाइन रोटेशन की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत जनरेटर द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त करने के लिए, टरबाइन से भाप को आमतौर पर बॉयलर में फिर से गरम करने के लिए लौटाया जाता है और फिर ठंडा करके संघनित होने से पहले एक या दो कम दबाव वाले टर्बाइनों को चलाया जाता है; कंडेनसेट बॉयलर चक्र में वापस आ जाता है।
थर्मल पावर प्लांट के उपकरण में ईंधन खिला तंत्र, बॉयलर, टर्बाइन, जनरेटर, साथ ही जटिल शीतलन प्रणाली, ग्रिप गैस की सफाई और राख हटाने शामिल हैं। इन सभी प्राथमिक और माध्यमिक प्रणालियों को 40 वर्षों या उससे अधिक समय तक मज़बूती से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो कि संयंत्र की स्थापित क्षमता के 20% से लेकर अधिकतम तक हो सकता है। एक विशिष्ट 1,000 मेगावाट के ताप विद्युत संयंत्र के लिए उपकरणों की पूंजीगत लागत आमतौर पर $ 1 बिलियन से अधिक होती है।
जिस दक्षता से कोयले को जलाने से निकलने वाली ऊष्मा को बिजली में परिवर्तित किया जा सकता था, वह 1900 से पहले केवल 5% थी, लेकिन 1967 तक यह 40% तक पहुँच गई थी। दूसरे शब्दों में, लगभग 70 वर्षों की अवधि में, उत्पादित बिजली की प्रति यूनिट कोयले की विशिष्ट खपत आठ गुना कम हो गई है। तदनुसार, ताप विद्युत संयंत्रों की स्थापित क्षमता के 1 किलोवाट की लागत में भी कमी आई: यदि 1920 में यह 350 डॉलर (1967 की कीमतों में) थी, तो 1967 में यह गिरकर 130 डॉलर हो गई। आपूर्ति की गई बिजली की कीमत भी इसी अवधि में गिर गई। 25 सेंट से 2 सेंट प्रति kWh।
हालाँकि, 1960 के दशक से शुरू होकर, प्रगति की गति कम होने लगी। इस प्रवृत्ति को, जाहिरा तौर पर, इस तथ्य से समझाया गया है कि पारंपरिक थर्मल पावर प्लांट अपनी पूर्णता की सीमा तक पहुंच गए हैं, जो ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों और उन सामग्रियों के गुणों से निर्धारित होते हैं जिनसे बॉयलर और टर्बाइन बनाए जाते हैं। 1970 के दशक की शुरुआत से, इन तकनीकी कारकों को नए आर्थिक और संगठनात्मक कारणों से बढ़ा दिया गया है। विशेष रूप से, पूंजीगत व्यय में तेजी से वृद्धि हुई है, बिजली की मांग में वृद्धि की दर धीमी हो गई है, हानिकारक उत्सर्जन से पर्यावरण संरक्षण की आवश्यकताएं अधिक कठोर हो गई हैं, और बिजली संयंत्र निर्माण परियोजनाओं के कार्यान्वयन के लिए समय सीमा लंबी कर दी गई है। नतीजतन, कोयले से बिजली पैदा करने की लागत, जो लंबे समय से नीचे की ओर थी, तेजी से बढ़ी है। दरअसल, नए ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न 1 किलोवाट बिजली की लागत अब 1920 (तुलनीय कीमतों में) से अधिक है।
पिछले 20 वर्षों में, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की लागत गैसीय को हटाने के लिए सख्त आवश्यकताओं से सबसे अधिक प्रभावित हुई है,
तरल और ठोस अपशिष्ट। आधुनिक ताप विद्युत संयंत्रों में गैस की सफाई और राख से निपटने की प्रणाली अब पूंजीगत लागत का 40% और परिचालन लागत का 35% है। तकनीकी और आर्थिक दृष्टिकोण से, उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली का सबसे महत्वपूर्ण तत्व एक ग्रिप गैस डी-सल्फराइजेशन प्लांट है, जिसे अक्सर गीले (स्क्रबर) धूल संग्रह प्रणाली के रूप में जाना जाता है। एक गीला धूल कलेक्टर (स्क्रबर) सल्फर ऑक्साइड को फंसाता है, जो कोयले के दहन के दौरान बनने वाले मुख्य प्रदूषक हैं।
गीली धूल संग्रह का विचार सरल है, लेकिन व्यवहार में यह कठिन और महंगा साबित होता है। एक क्षारीय पदार्थ, आमतौर पर चूना या चूना पत्थर, पानी के साथ मिलाया जाता है और घोल को ग्रिप गैस धारा में छिड़का जाता है। में निहित फ्लू गैससल्फर ऑक्साइड क्षार कणों द्वारा अवशोषित होते हैं और अक्रिय सल्फाइट या कैल्शियम सल्फेट (जिप्सम) के रूप में विलयन से बाहर हो जाते हैं। जिप्सम को आसानी से हटाया जा सकता है या, यदि पर्याप्त रूप से साफ हो, तो इसका विपणन किया जा सकता है निर्माण सामग्री... अधिक जटिल और महंगी स्क्रबर प्रणालियों में, जिप्सम कीचड़ को सल्फ्यूरिक एसिड या मौलिक सल्फर में परिवर्तित किया जा सकता है - अधिक मूल्यवान रासायनिक उत्पाद... 1978 से, निर्माणाधीन सभी चूर्णित कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों में स्क्रबर्स की स्थापना अनिवार्य कर दी गई है। नतीजतन, अमेरिकी ऊर्जा उद्योग में अब दुनिया के बाकी हिस्सों की तुलना में अधिक स्क्रबर इकाइयां हैं।
नए संयंत्रों में स्क्रबर सिस्टम की लागत आमतौर पर $ 150-200 प्रति 1 kW स्थापित क्षमता है। मौजूदा संयंत्रों में स्क्रबर की स्थापना, जिसे मूल रूप से गीली गैस की सफाई के बिना डिजाइन किया गया था, नए संयंत्रों की तुलना में 10-40% अधिक महंगा है। स्क्रबर्स की रनिंग कॉस्ट काफी अधिक होती है चाहे वे पुराने प्लांट में लगाए जाएं या नए प्लांट में। स्क्रबर्स जिप्सम कीचड़ की एक बड़ी मात्रा उत्पन्न करते हैं, जिसे अवसादन तालाबों में रखा जाना चाहिए या डंप किया जाना चाहिए, जो एक नई पर्यावरणीय समस्या पैदा करता है। उदाहरण के लिए, 3% सल्फर युक्त कोयले पर चलने वाला 1000 मेगावाट का थर्मल पावर प्लांट प्रति वर्ष इतना कीचड़ पैदा करता है कि वे 1 किमी 2 के क्षेत्र को लगभग 1 मीटर मोटी परत के साथ कवर कर सकते हैं।
इसके अलावा, गीली गैस की सफाई प्रणाली बहुत अधिक पानी की खपत करती है (1000 मेगावाट के संयंत्र में, पानी की खपत लगभग 3800 लीटर / मिनट है), और उनके उपकरण और पाइपलाइन अक्सर बंद और जंग के लिए प्रवण होते हैं। ये कारक परिचालन लागत को बढ़ाते हैं और समग्र सिस्टम विश्वसनीयता को कम करते हैं। अंत में, स्क्रबर सिस्टम में, स्टेशन द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का 3 से 8% तक पंपों और धुएं के निकास के लिए और गैस की सफाई के बाद ग्रिप गैसों को गर्म करने के लिए खपत किया जाता है, जो कि चिमनियों में संक्षेपण और जंग को रोकने के लिए आवश्यक है।
अमेरिकी बिजली उद्योग में स्क्रबर्स को व्यापक रूप से अपनाना आसान या सस्ता नहीं रहा है। पहला स्क्रबर इंस्टॉलेशन बाकी स्टेशन उपकरणों की तुलना में काफी कम विश्वसनीय था, इसलिए स्क्रबर सिस्टम के घटकों को सुरक्षा और विश्वसनीयता के बड़े मार्जिन के साथ डिजाइन किया गया था। स्क्रबर की स्थापना और संचालन से जुड़ी कुछ कठिनाइयों को इस तथ्य के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है कि स्क्रबर तकनीक का औद्योगिक अनुप्रयोग समय से पहले शुरू हो गया था। केवल अब, 25 वर्षों के अनुभव के बाद, स्क्रबर सिस्टम की विश्वसनीयता स्वीकार्य स्तर पर पहुंच गई है।
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की लागत न केवल उत्सर्जन नियंत्रण प्रणालियों की अनिवार्य उपस्थिति के कारण बढ़ी है, बल्कि इसलिए भी कि निर्माण की लागत आसमान छू रही है। मुद्रास्फीति को भी ध्यान में रखते हुए, कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की स्थापित क्षमता की इकाई लागत अब 1970 की तुलना में तीन गुना अधिक है। पिछले 15 वर्षों में, "पैमाने की अर्थव्यवस्था", यानी निर्माण से लाभ बड़े बिजली संयंत्रों के निर्माण की लागत में उल्लेखनीय वृद्धि से ऑफसेट किया गया है ... कीमतों में यह वृद्धि आंशिक रूप से दीर्घकालिक पूंजी निर्माण परियोजनाओं के वित्तपोषण की उच्च लागत को दर्शाती है।
परियोजना कार्यान्वयन में देरी का प्रभाव जापानी ऊर्जा कंपनियों के उदाहरण में देखा जा सकता है। जापानी कंपनियां आमतौर पर अपने अमेरिकी समकक्षों की तुलना में संगठनात्मक, तकनीकी और वित्तीय समस्याओं से निपटने में अधिक चुस्त होती हैं जो अक्सर बड़ी निर्माण परियोजनाओं को चालू करने में देरी करती हैं। जापान में, एक बिजली संयंत्र 30-40 महीनों में बनाया और चालू किया जा सकता है, जबकि संयुक्त राज्य अमेरिका में, समान क्षमता के एक संयंत्र को आमतौर पर 50-60 महीने लगते हैं। इतने लंबे परियोजना कार्यान्वयन समय के साथ, निर्माणाधीन एक नए संयंत्र की लागत (और, इसलिए, जमी हुई पूंजी की लागत) कई अमेरिकी ऊर्जा कंपनियों की स्थिर पूंजी के बराबर है।
इसलिए, ऊर्जा कंपनियां नए बिजली उत्पादन संयंत्रों के निर्माण की लागत को कम करने के तरीकों की तलाश कर रही हैं, विशेष रूप से कम क्षमता की मॉड्यूलर इकाइयों का उपयोग करके, जिन्हें बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए मौजूदा संयंत्र में जल्दी से ले जाया और स्थापित किया जा सकता है। इस तरह के प्रतिष्ठानों को और अधिक संचालन में लगाया जा सकता है कम समयऔर इसलिए तेजी से भुगतान करें, भले ही आरओआई स्थिर रहे। सिस्टम क्षमता में वृद्धि की आवश्यकता होने पर ही नए मॉड्यूल स्थापित करने से प्रति किलोवाट 200 डॉलर तक की शुद्ध बचत हो सकती है, हालांकि छोटी इकाइयों के साथ पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं खो जाती हैं।
नई बिजली उत्पादन सुविधाओं के निर्माण के विकल्प के रूप में, उपयोगिताओं ने अपने प्रदर्शन में सुधार करने और अपने सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए मौजूदा पुराने बिजली संयंत्रों को फिर से लगाने का अभ्यास किया है। इस रणनीति में स्वाभाविक रूप से नए स्टेशनों के निर्माण की तुलना में कम पूंजीगत व्यय की आवश्यकता होती है। यह प्रवृत्ति इसलिए भी उचित है क्योंकि लगभग 30 साल पहले बनाए गए बिजली संयंत्र अभी भी नैतिक रूप से अप्रचलित नहीं हैं। कुछ मामलों में, वे उच्च दक्षता के साथ भी काम करते हैं, क्योंकि वे स्क्रबर से लैस नहीं होते हैं। पुराने बिजली संयंत्र देश के ऊर्जा क्षेत्र में बढ़ती हिस्सेदारी हासिल कर रहे हैं। 1970 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में केवल 20 बिजली उत्पादन सुविधाएं 30 वर्ष से अधिक पुरानी थीं। सदी के अंत तक, कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की औसत आयु 30 वर्ष होगी।
उपयोगिताएँ संयंत्र परिचालन लागत को कम करने के तरीकों की भी तलाश कर रही हैं। ऊर्जा हानि को रोकने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है समय पर चेतावनीवस्तु के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों के प्रदर्शन में गिरावट। इसलिए, घटकों और प्रणालियों की स्थिति की निरंतर निगरानी परिचालन सेवा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनता जा रहा है। पहनने, क्षरण और क्षरण की प्राकृतिक प्रक्रियाओं की इस तरह की निरंतर निगरानी संयंत्र संचालकों को समय पर उपाय करने और बिजली संयंत्रों की आपातकालीन विफलता को रोकने की अनुमति देती है। इस तरह के उपायों के महत्व का सही आकलन किया जा सकता है यदि हम विचार करते हैं, उदाहरण के लिए, 1000 मेगावाट के कोयले से चलने वाले संयंत्र के जबरन डाउनटाइम से ऊर्जा कंपनी को प्रति दिन $ 1 मिलियन का नुकसान हो सकता है, मुख्यतः क्योंकि अप्रतिबंधित ऊर्जा को मुआवजा दिया जाना चाहिए अधिक महंगे स्रोतों से बिजली की आपूर्ति करके।
कोयले के परिवहन और प्रसंस्करण और राख हटाने की इकाई लागत में वृद्धि ने कोयले की गुणवत्ता (नमी, सल्फर और अन्य खनिजों द्वारा निर्धारित) को थर्मल पावर प्लांट के प्रदर्शन और अर्थशास्त्र को निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक बना दिया है। यद्यपि निम्न-श्रेणी के कोयले की लागत उच्च-श्रेणी के कोयले की तुलना में कम हो सकती है, बिजली की समान मात्रा के उत्पादन के लिए इसकी खपत बहुत अधिक है। अधिक निम्न-श्रेणी के कोयले के परिवहन की लागत इसकी कम कीमत के लाभ की भरपाई कर सकती है। इसके अलावा, निम्न-श्रेणी का कोयला आमतौर पर उच्च-श्रेणी के कोयले की तुलना में अधिक अपशिष्ट उत्पन्न करता है, और इसलिए उच्च राख हटाने की लागत की आवश्यकता होती है। अंत में, निम्न-श्रेणी के कोयले की संरचना बड़े उतार-चढ़ाव के अधीन है, जिससे स्टेशन की ईंधन प्रणाली को अधिकतम संभव दक्षता के साथ काम करने के लिए "ट्यून" करना मुश्किल हो जाता है; इस मामले में, सिस्टम को समायोजित किया जाना चाहिए ताकि यह अपेक्षित सबसे खराब ग्रेड पर काम कर सके।
मौजूदा बिजली संयंत्रों में, दहन से पहले कुछ अशुद्धियों, जैसे सल्फर युक्त खनिजों को हटाकर कोयले की गुणवत्ता में सुधार या कम से कम स्थिर किया जा सकता है। उपचार संयंत्रों में, कुचल "गंदे" कोयले को कई तरह से अशुद्धियों से अलग किया जाता है, विशिष्ट गुरुत्व या कोयले की अन्य भौतिक विशेषताओं और अशुद्धियों में अंतर का लाभ उठाते हुए।
मौजूदा कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के प्रदर्शन में सुधार के इन प्रयासों के बावजूद, अतिरिक्त 150,000 मेगावाट बिजली क्षमता को संयुक्त राज्य में सदी के अंत तक चालू करने की आवश्यकता होगी यदि बिजली की मांग प्रति वर्ष 2.3% की अपेक्षित दर से बढ़ती है। . लगातार बढ़ते ऊर्जा बाजार में कोयले की प्रतिस्पर्धात्मकता बनाए रखने के लिए, ऊर्जा कंपनियों को नई प्रगतिशील कोयला दहन विधियों को अपनाना होगा जो तीन में पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक कुशल हैं। प्रमुख पहलु: पर्यावरण का कम प्रदूषण, बिजली संयंत्रों के निर्माण समय को कम करना और उनके प्रदर्शन और परिचालन विशेषताओं में सुधार करना।
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| एक तरल परत में कोयला जलाने से बिजली संयंत्र से सहायक उत्सर्जन उपचार संयंत्रों की आवश्यकता कम हो जाती है। बायलर भट्टी में एक वायु प्रवाह द्वारा कोयले और चूना पत्थर के मिश्रण का एक द्रवित तल बनाया जाता है, जिसमें ठोस कण मिश्रित होते हैं और निलंबन में होते हैं, अर्थात वे उबलते तरल की तरह ही व्यवहार करते हैं। अशांत मिश्रण कोयले का पूर्ण दहन सुनिश्चित करता है; इस मामले में, चूना पत्थर के कण सल्फर ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और इनमें से लगभग 90% ऑक्साइड को फँसाते हैं। चूंकि बॉयलर के हीटिंग कॉइल सीधे ईंधन के द्रवित बिस्तर को छूते हैं, भाप का उत्पादन पारंपरिक की तुलना में अधिक कुशल होता है भाप बॉयलरकुचल कोयले पर काम कर रहे हैं। इसके अलावा, द्रवित बिस्तर में जलते कोयले का तापमान कम होता है, जो रोकता हैबॉयलर स्लैग को पिघलाना और नाइट्रोजन ऑक्साइड के गठन को कम करना। |
ऑक्सीजन वातावरण में कोयले और पानी के मिश्रण को गर्म करके कोयला गैसीकरण किया जा सकता है। प्रक्रिया का उत्पाद मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन से युक्त गैस है। एक बार जब गैस को ठंडा किया जाता है, डी-सोल्डर किया जाता है और सल्फर से मुक्त किया जाता है, तो इसे गैस टर्बाइन के लिए ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है और फिर भाप टरबाइन (संयुक्त चक्र) के लिए भाप का उत्पादन किया जा सकता है। संयुक्त चक्र संयंत्र पारंपरिक कोयले से चलने वाले थर्मल प्लांट की तुलना में वातावरण में कम प्रदूषकों का उत्सर्जन करता है। |
वर्तमान में, बढ़ी हुई दक्षता और पर्यावरण को कम नुकसान के साथ कोयला दहन के एक दर्जन से अधिक तरीके विकसित किए जा रहे हैं। उनमें से सबसे आशाजनक हैं द्रवित बिस्तर दहन और कोयला गैसीकरण। पहली विधि के अनुसार दहन एक स्टीम बॉयलर की भट्टी में किया जाता है, जिसे इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि चूना पत्थर के कणों के साथ मिश्रित कोयले को एक निलंबित ("छद्म-तरलीकृत") अवस्था में भट्ठी की भट्ठी के ऊपर रखा जाता है। एक शक्तिशाली आरोही वायु प्रवाह द्वारा। निलंबित कण अनिवार्य रूप से उसी तरह व्यवहार करते हैं जैसे उबलते तरल में, यानी वे अशांत गति में होते हैं, जो दहन प्रक्रिया की उच्च दक्षता सुनिश्चित करता है। ऐसे बॉयलर के पानी के पाइप जलते हुए ईंधन के "द्रवयुक्त बिस्तर" के सीधे संपर्क में होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गर्मी का एक बड़ा हिस्सा तापीय चालकता द्वारा स्थानांतरित किया जाता है, जो एक में विकिरण और संवहनी गर्मी हस्तांतरण की तुलना में बहुत अधिक कुशल है। पारंपरिक भाप बॉयलर।
एक फायरबॉक्स के साथ एक बॉयलर, जहां एक द्रवित बिस्तर में कोयले को निकाल दिया जाता है, एक पारंपरिक बॉयलर की तुलना में एक बड़ा गर्मी हस्तांतरण पाइप सतह क्षेत्र होता है जो चूर्णित कोयले पर चलता है, जो भट्ठी में तापमान को कम करने की अनुमति देता है और इस तरह नाइट्रोजन ऑक्साइड के गठन को कम करता है। . (यदि एक पारंपरिक बॉयलर में तापमान 1650 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है, तो एक द्रवित बिस्तर में दहन वाले बॉयलर में यह 780-870 डिग्री सेल्सियस की सीमा में होता है।) इसके अलावा, कोयले के साथ मिश्रित चूना पत्थर 90 या अधिक प्रतिशत बांधता है दहन के दौरान कोयले से निकलने वाले सल्फर की मात्रा कम होती है वर्किंग टेम्परेचरसल्फाइट या कैल्शियम सल्फेट के निर्माण के साथ सल्फर और चूना पत्थर के बीच प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है। इस प्रकार, कोयले के दहन के दौरान बनने वाले पर्यावरण के लिए हानिकारक पदार्थ, गठन के स्थान पर, अर्थात् भट्टी में निष्प्रभावी हो जाते हैं।
इसके अलावा, एक द्रवीकृत बिस्तर बॉयलर अपने डिजाइन और संचालन सिद्धांत के संदर्भ में कोयले की गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव के प्रति कम संवेदनशील होता है। एक पारंपरिक चूर्णित कोयला बॉयलर की भट्टी में, बड़ी मात्रा में पिघला हुआ स्लैग बनता है, जो अक्सर गर्मी हस्तांतरण सतहों को बंद कर देता है और जिससे बॉयलर की दक्षता और विश्वसनीयता कम हो जाती है। द्रवित बेड बॉयलर में, कोयले को स्लैग के गलनांक से नीचे के तापमान पर जलाया जाता है, और इसलिए स्लैग के साथ हीटिंग सतहों को बंद करने की समस्या उत्पन्न नहीं होती है। ऐसे बॉयलर कम गुणवत्ता वाले कोयले पर काम कर सकते हैं, जो कुछ मामलों में परिचालन लागत को काफी कम कर सकते हैं।
कम भाप उत्पादन वाले मॉड्यूलर बॉयलरों में द्रवित बिस्तर दहन विधि आसानी से लागू की जाती है। कुछ अनुमानों के अनुसार, द्रवीकृत बिस्तर के सिद्धांत पर काम करने वाले कॉम्पैक्ट बॉयलरों वाले थर्मल पावर प्लांट के लिए पूंजी निवेश पूंजी निवेश से 10-20% कम हो सकता है। थर्मल स्टेशन पारंपरिक प्रकारएक ही शक्ति। निर्माण समय को कम करके बचत हासिल की जाती है। इसके अलावा, ऐसे स्टेशन की क्षमता को विद्युत भार में वृद्धि के साथ आसानी से बढ़ाया जा सकता है, जो उन मामलों के लिए महत्वपूर्ण है जब भविष्य में इसकी वृद्धि पहले से ज्ञात नहीं है। नियोजन समस्या को भी सरल बनाया गया है, क्योंकि बिजली उत्पादन बढ़ाने के लिए आवश्यकता पड़ने पर ऐसी कॉम्पैक्ट इकाइयों को जल्दी से इकट्ठा किया जा सकता है।
द्रवीकृत बिस्तर बॉयलरों को मौजूदा बिजली संयंत्रों में भी शामिल किया जा सकता है जब उत्पादन क्षमता को तेजी से बढ़ाने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, ऊर्जा कंपनी नॉर्दर्न स्टेट्स पावर ने स्टेशन पर चूर्णित कोयला बॉयलरों में से एक को पीसी में परिवर्तित किया। एक द्रवित बिस्तर बॉयलर में मिनेसोटा। बिजली संयंत्र की शक्ति को 40% तक बढ़ाने, ईंधन की गुणवत्ता के लिए आवश्यकताओं को कम करने (बॉयलर स्थानीय कचरे पर भी काम कर सकता है), उत्सर्जन की अधिक गहन सफाई और सेवा जीवन को लंबा करने के लिए परिवर्तन किया गया था। 40 साल तक का स्टेशन।
पिछले 15 वर्षों में, विशेष रूप से द्रवीकृत बेड बॉयलरों से सुसज्जित ताप विद्युत संयंत्रों में उपयोग की जाने वाली तकनीक का विस्तार छोटे पायलट और पायलट संयंत्रों से लेकर बड़े "प्रदर्शन" संयंत्रों तक हो गया है। 160 मेगावाट की कुल क्षमता वाला ऐसा संयंत्र टेनेसी वैली अथॉरिटी, ड्यूक पावर और कॉमनवेल्थ ऑफ केंटकी द्वारा संयुक्त रूप से बनाया जा रहा है; कोलोराडो-यूटी इलेक्ट्रिक एसोसिएशन, इंक। फ्लुइडाइज्ड बेड बॉयलरों के साथ 110 मेगावाट बिजली उत्पादन इकाई शुरू की। यदि ये दो परियोजनाएं सफल होती हैं, और नॉर्दर्न स्टेट्स पावर, एक निजी क्षेत्र का संयुक्त उद्यम, जिसकी संयुक्त पूंजी लगभग $ 400 मिलियन है, तो बिजली उद्योग में द्रवित बेड बॉयलरों के उपयोग से जुड़े आर्थिक जोखिम में काफी कमी आएगी।
दूसरे तरीके से, जो, हालांकि, पहले से ही एक सरल रूप में पहले से मौजूद था मध्य XIXमें, "क्लीन बर्निंग" गैस की प्राप्ति के साथ कोयले का गैसीकरण है। ऐसी गैस प्रकाश और हीटिंग के लिए उपयुक्त है और संयुक्त राज्य अमेरिका में द्वितीय विश्व युद्ध तक व्यापक रूप से उपयोग की जाती थी, जब इसे प्राकृतिक गैस से बदल दिया गया था।
प्रारंभ में, कोयला गैसीकरण ने ऊर्जा कंपनियों का ध्यान आकर्षित किया, जिन्होंने इस पद्धति का उपयोग बिना अपशिष्ट के जलने वाले ईंधन को प्राप्त करने के लिए किया और इस तरह स्क्रबिंग को समाप्त कर दिया। अब यह स्पष्ट हो गया है कि कोयला गैसीकरण का और भी महत्वपूर्ण लाभ है: जनरेटर गैस के गर्म दहन उत्पादों का उपयोग सीधे गैस टर्बाइनों को चलाने के लिए किया जा सकता है। बदले में, गैस टरबाइन के बाद दहन उत्पादों की अपशिष्ट गर्मी का उपयोग भाप टरबाइन चलाने के लिए भाप प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। गैस और भाप टर्बाइनों का यह संयुक्त उपयोग, जिसे संयुक्त चक्र कहा जाता है, अब सबसे अधिक में से एक है प्रभावी तरीकेविद्युत ऊर्जा का उत्पादन।
कोयले के गैसीकरण से प्राप्त गैस और सल्फर और पार्टिकुलेट मैटर से मुक्त गैस टर्बाइनों के लिए एक उत्कृष्ट ईंधन है और प्राकृतिक गैस की तरह, लगभग बिना बर्बादी के जलती है। संयुक्त चक्र की उच्च दक्षता कोयले के गैस में परिवर्तन से जुड़े अपरिहार्य नुकसान की भरपाई करती है। इसके अलावा, संयुक्त साइकिल स्टेशन काफी खपत करता है थोड़ा पानी, चूंकि दो-तिहाई बिजली गैस टरबाइन द्वारा विकसित की जाती है, जिसे भाप टरबाइन के विपरीत पानी की आवश्यकता नहीं होती है।
कोयला गैसीकरण संयुक्त चक्र बिजली संयंत्रों की व्यवहार्यता दक्षिणी कैलिफोर्निया एडिसन कूल वाटर प्लांट द्वारा सिद्ध की गई है। लगभग 100 मेगावाट की क्षमता वाले इस स्टेशन को मई 1984 में चालू किया गया था। यह विभिन्न प्रकार के कोयले पर काम कर सकता है। स्टेशन से उत्सर्जन शुद्धता के मामले में पड़ोसी प्राकृतिक गैस स्टेशन से अलग नहीं है। निकास गैसों में सल्फर ऑक्साइड की मात्रा काफी कम स्तर पर बनी रहती है स्थापित मानदंडएक सहायक सल्फर रिकवरी सिस्टम के साथ जो फ़ीड ईंधन में लगभग सभी सल्फर को हटा देता है और औद्योगिक उद्देश्यों के लिए शुद्ध सल्फर का उत्पादन करता है। दहन से पहले गैस में पानी मिलाने से नाइट्रोजन ऑक्साइड के निर्माण को रोका जाता है, जिससे गैस का दहन तापमान कम हो जाता है। इसके अलावा, गैसीफायर में बचे हुए बिना जले कोयले को फिर से पिघलाया जाता है और एक अक्रिय कांच के पदार्थ में परिवर्तित किया जाता है, जो ठंडा होने के बाद, कैलिफोर्निया ठोस अपशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है।
उच्च दक्षता और कम पर्यावरण प्रदूषण के अलावा, संयुक्त चक्र संयंत्रों का एक और फायदा है: उन्हें कई चरणों में बनाया जा सकता है, ताकि ब्लॉकों में स्थापित क्षमता को बढ़ाया जा सके। निर्माण में यह लचीलापन बिजली की मांग में वृद्धि की अनिश्चितता से जुड़े अधिक या कम निवेश के जोखिम को कम करता है। उदाहरण के लिए, स्थापित क्षमता का पहला चरण चालू हो सकता है गैस टर्बाइन, और कोयला नहीं, बल्कि तेल या प्राकृतिक गैस का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाना चाहिए यदि इन उत्पादों की मौजूदा कीमतें कम हैं। फिर, जैसे-जैसे बिजली की मांग बढ़ती है, एक बेकार हीट बॉयलर अतिरिक्त रूप से चालू किया जाता है और भाप का टर्बाइन, जिससे न केवल बिजली बढ़ेगी, बल्कि स्टेशन की दक्षता भी बढ़ेगी। इसके बाद जब फिर से बिजली की मांग बढ़ेगी तो स्टेशन पर कोयला गैसीकरण इकाई का निर्माण संभव होगा।
कोयले से चलने वाले ताप विद्युत संयंत्रों की भूमिका एक महत्वपूर्ण विषय है जब यह आता हैप्राकृतिक संसाधनों के संरक्षण, पर्यावरण संरक्षण और आर्थिक विकास के तरीकों पर। समस्या के ये पहलू आवश्यक रूप से परस्पर विरोधी नहीं हैं। कोयले के दहन की नई तकनीकी प्रक्रियाओं का उपयोग करने के अनुभव से पता चलता है कि वे पर्यावरण संरक्षण की समस्याओं को सफलतापूर्वक और एक साथ हल कर सकते हैं और बिजली की लागत को कम कर सकते हैं। पिछले साल जारी एसिड रेन पर संयुक्त यूएस-कनाडाई रिपोर्ट में इस सिद्धांत को ध्यान में रखा गया था। रिपोर्ट में प्रस्तावों द्वारा निर्देशित, अमेरिकी कांग्रेस वर्तमान में "स्वच्छ" कोयला दहन प्रक्रियाओं का प्रदर्शन और उपयोग करने के लिए एक सामान्य राष्ट्रीय पहल स्थापित करने पर विचार कर रही है। पहल, जो निजी पूंजी को संघीय निवेश के साथ जोड़ती है, का उद्देश्य 1990 के दशक में द्रवित बिस्तर बॉयलर और गैस जनरेटर सहित नई कोयला दहन प्रक्रियाओं का व्यावसायीकरण करना है। हालांकि, निकट भविष्य में नई कोयला दहन प्रक्रियाओं के व्यापक उपयोग के साथ, बिजली की बढ़ती मांग को बिजली के संरक्षण, इसकी खपत को विनियमित करने और मौजूदा ताप विद्युत संयंत्रों की उत्पादकता बढ़ाने के लिए समन्वित उपायों की एक पूरी श्रृंखला के बिना संतुष्ट नहीं किया जा सकता है। पारंपरिक सिद्धांत। आर्थिक और पारिस्थितिक समस्याएंपूरी तरह से नए की ओर ले जाने की संभावना है तकनीकी विकास, मूल रूप से यहां वर्णित लोगों से भिन्न है। भविष्य में, कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट प्राकृतिक संसाधनों के प्रसंस्करण के लिए जटिल उद्यमों में बदल सकते हैं। ऐसे उद्यम स्थानीय ईंधन और अन्य प्राकृतिक संसाधनों को संसाधित करेंगे और स्थानीय अर्थव्यवस्था की जरूरतों को ध्यान में रखते हुए बिजली, गर्मी और विभिन्न उत्पादों का उत्पादन करेंगे। द्रवीकृत बिस्तर बॉयलर और कोयला गैसीकरण संयंत्रों के अलावा, ऐसे उद्यम इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम से लैस होंगे तकनीकी निदानऔर स्वचालित नियंत्रण प्रणाली और, इसके अलावा, कोयले के दहन के अधिकांश उप-उत्पादों का उपयोग करना उपयोगी है।
इस प्रकार, कोयला आधारित बिजली उत्पादन के आर्थिक और पर्यावरणीय कारकों में सुधार के अवसर बहुत व्यापक हैं। हालांकि, इन अवसरों का समय पर उपयोग संतुलित ऊर्जा और पर्यावरण नीतियों को लागू करने की सरकार की क्षमता पर निर्भर करता है जो बिजली उद्योग के लिए आवश्यक प्रोत्साहन पैदा करते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए उपाय करना आवश्यक है कि नई कोयला दहन प्रक्रियाओं को ऊर्जा कंपनियों के सहयोग से विकसित और कार्यान्वित किया जाए, न कि जैसा कि स्क्रबर गैस सफाई की शुरुआत के साथ हुआ था। यह सब प्राप्त किया जा सकता है यदि विकसित प्रणालियों के व्यापक औद्योगिक कार्यान्वयन के बाद छोटे पायलट प्रयोगात्मक सुविधाओं के सुविचारित डिजाइन, परीक्षण और सुधार के माध्यम से लागत और जोखिम को कम किया जाता है।
