مبدأ عمل المحطات البخارية، تعتمد محطات التوليد البخارية في تشغيلها على نوع الوقود المتوفر لإنتاج البخار واستغلاله في إدارة التوربين بسرعة عالية من أجل إنتاج كهرباء.
دعنا نتوسع أكثر عن مبدأ عمل المحطات البخارية.
نظرة عامة عن المحطات البخارية
سبب تسميتها بالبخارية لأنها تعتمد في عملها على إنتاج بخار عند ضغط مرتفع ودرجة حرارة عالية ثم يستغل هذا البخار في إدارة توربين بخاري بسرعة عالية قد تصل إلى 3600 لفة في الدقيقة، والتي بدورها تقوم بإدارة المولد لإنتاج الكهرباء.
ولكن لهذه المحطات عيوب جعلت الكثير يتجه إلى أنواع أخرى من المحطات أهمها انخفاض كفاءتها في إنتاج الطاقة الكهربائية نتيجة لمفاقيد الطاقة المتعدد في المراحل المختلفة من دورة البخار والنظم الميكانيكية والدوائر الكهربائية، بالتالي يمكن القول بأن أقل من ثلث طاقة المحروقات فقط تحول إلى طاقة كهربائية.
مبدأ عمل المحطات البخارية
تعتمد عمل المحطة البخارية على الفحم كمصدر أساسي، إذ يتم حرقه بالغلاية لإنتاج الحرارة المستخدمة في إنتاج البخار تحت ضغط عالي.
ويتم نقل البخار إلى التوربينات عبر أنابيب مخصصة لذلك فيدفها في حركة دائرية لينتقل بعدها إلى المكثفات، من أجل تخفيض درجة حرارته ليصبح ماء ويعاد ضخه لبدء الدورة من جديد.
حيث يتحكم في سرعة وقدرة التوربينات بتنظيم كمية البخار المتدفق عبر صمامات مثبت في مداخل البخار، وغالباً ما تكون توبينة البخار ذات محور أفقي يوصل عبره المولد الكهربائي التزامني الذي يدور بنفس السرعة ونفس العزم.
ثم يحول المولد بدوره القدرة الميكانيكية إلى قدرة كهربائية بنسبة كفاءة متوسطة، بسبب ضياع كمية كبيرة من الطاقة على شكل مفاقيد لتضاف إلى المفاقيد الحرارية والميكانيكية على مستوى الفرن والتوربين.
ويمكن تلخيص عمل المحطة البخارية بأنه يحول الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية ثم إلى طاقة كهربائية.
اختيار مواقع المحطات البخارية
هناك عدة عوامل تؤثر على اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية منها:
- القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل نقل اقتصادية.
- القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاج إلى كميات كبيرة من مياه التبريد، لهذا السبب يتم بناء المحطات البخارية بالقرب من شواطئ البحار أو الأنهار.
- القرب من المدن والمناطق السكنية والمجمعات التجارية والصناعية لتوفير تكاليف إنشاء خطوط النقل،
اقرأ أيضاً:
- آلية التحكم في العلاقة بين الأحمال والتوليد
- ما هو المنظم (Governor)؟ وكيف يمكنه التحكم في التردد؟
- ما سبب استخدام نظام 50 أو 60 هرتز؟
المصدر: هندسة القوى الكهربائية- أ.د محمود جيلاني
