نیروگاه سوخت فسیلی

[mahdi.adelinasab]

تبدیل مواد شیمیائی به انرژی الكتریكی كه در باطری اتفاق می‌افتد باعث می‌شود مقدار نسبتاً كمی برق برای استفاده موقت تولید شود. در نیروگاهی كه از سوخت فسیلی استفاده می‌كند انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت‌های فسیلی مانند ذغال سنگ، نفت سیاه یا گاز طبیعی برای استفاده مداوم و توزیع در یك منطقه جغرافیائی وسیع بطور پی در پی به انرژی حرارتی، انرژی مكانیكی و در نهایت به انرژی الكتریكی تبدیل می‌شود. تقریباً كلیه نیروگاههائی كه از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌كنند نیروگاههای بخاری- الكتریكی هستند بجز توربین‌های گازی و دیزلی كه گاز طبیعی یا گازوئیلی مصرف می‌كنند. هر نیروگاه فسیلی دستگاه پیچیده‌ای است كه به صورت سفارشی طراحی و ساخته می‌شود. هزینه ساخت این نیروگاهها طبق برآوردی كه در سال ۲۰۰۴ به عمل آمده است برای تولید هر كیلووات برق ۱۳۰۰ دلار آمریكا یا برای یك واحد ۵۰۰ مگاواتی ۶۵۰ میلیون دلار آمریكا هزینه خواهد داشت. برای استفاده بهینه از منابع طبیعی زمین و نیروی كارگر می‌توان در یك قطعه زمین واحدهای تولیدی چندمنظوره بنا كرد.

● حمل و نقل و تحویل سوخت نیروگاهها ذغال سنگ بوسیله وسائط نقلیه‌ای مانند كامیون،‌ ترن، قایق باری یا كشتی مخصوص حمل ذغال سنگ به نیروگاهها حمل می‌شود. یك ترن بزرگ مخصوص حمل ذغال سنگ كه واحد ترن نامیده می‌شود ممكن است دو كیلومتر طول داشته باشد. این ترن دارای ۱۰۰ واگن است كه هر واگن می‌تواند ۱۰۰ تن ذغال سنگ را درخود جای دهد و بنابراین جمعاً ۱۰۰۰۰ تن ذغال سنگ توسط یك ترن حمل می‌شود. نیروگاه بزرگی كه تحت بار كامل مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد روزانه حداقل یك ترن كامل ذغال سنگ با این ظرفیت مصرف می‌كند. نیروگاههای بزرگ ممكن است روزانه سه تا پنج برابر این ظرفیت را مصرف كنند مخصوصاً به دلیل پیك بالا (مصرف زیاد برق) در طول ماههای فصل تابستان كه مصرف برق بسیار بالا است. در سیستم‌های مدرن تخلیه بار از دستگاههای تخلیه چرخشی كه از انجماد ذغال سنگ در واگن‌‌های تخلیه جلوگیری می‌كنند استفاده می‌شود. تخلیه بار ذغال سنگ به این ترتیب برای هر واحد ترن حدود ۳ ساعت طول می‌كشد. ترن‌های كوتاه‌تر ممكن است برای حمل و تخلیه ذغال سنگ مورد استفاده قرار گیرند. بهرحال یكی از این ترن‌ها ممكن است برای تخلیه ذغال سنگ به صرف وقت از یك ساعت تا یك ساعت و نیم نیاز داشته باشد. نیروگاههائی كه در مجاورت معدن ذغال سنگ باشند می‌توانند برای دریافت ذغال سنگ مصرفی خود از تسمه نقاله یا كامیون‌های دیزلی- الكتریكی استفاده كنند. كشتی مخصوص حمل ذغال سنگ ممكن است حدود ۴۰۰۰۰ تن ذغال سنگ حمل كند و چندین روز در سفر باشد تا محموله آن تخلیه شود. بعضی از این كشتی‌ها لوازم تخلیه ذغال سنگ را با خود دارند و برای تخلیه بار از آنها استفاده می‌كنند و بعضی دیگر از این كشتی‌ها از لوازم تخلیه بار موجود در محل نیروگاهها استفاده می‌كنند. كشتی های حمل ذغال سنگ بسیار محكم، بزرگ و مجهز به موتور هستند. برای حمل و نقل ذغال سنگ در آبهای آرام‌تر مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها از كشتی‌هائی كه كف آنها تخت است و كشتی‌های باری نامیده می‌شوند استفاده می‌شود. كشتی‌های بادی معمولاً به موتور مجهز نیستند و بوسیله كشتی‌های یدك‌كش حركت می‌كنند. نیروگاهها برای شروع كار یا برای استفاده كمكی می‌توانند نفت كوره مصرف كنند. برای حمل و تحویل نفت كوره به نیروگاهها می‌توان از خط لوله، تانكر و یا واگن‌های روباز و كامیون استفاده كرد. برای ذخیره كردن نفت می‌توان مخازن استوانه‌ای عمودی با ظرفیت ۹۰۰۰۰ بشكه (۱۴۰۰۰۰ متر مكعب) را به كار برد. نیروگاههائی كه برای تولید برق گاز طبیعی مصرف می‌كنند معمولاً در مجاورت خطوط انتقال گاز ساخته می‌شوند و یا لوله‌ای مخصوص گازرسانی از لوله‌های گاز به آنها انشعاب می‌دهند.

● سوخت رسانی و آماده‌سازی سوخت نیروگاهها برای مصرف ذغال سنگ قطعات بزرگ ذغال سنگ را به قطعات كوچك‌تر از ۲ اینچ (۵۰ میلیمتر) خرد می‌كنند. ذغال سنگ بوسیله نوارهای نقاله با پوشش لاستیكی با سرعت ۴۰۰۰ تن در ساعت از محوطه انبار به سیلوهای ذخیره نیروگاه منتقل می‌شود. یك سیلوی ۴۰۰ تنی با سرعت ۶۰ تن در ساعت هر آسیاب پودركننده ذغال سنگ را تغذیه می‌كند. ذغال سنگ پودر شده با فشار جریان هوا به داخل كوره وارد می‌شود. یك نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی تعداد شش عدد از این نوع آسیاب دارد كه پنج دستگاه از این آسیاب‌ها می‌توانند با ظرفیت كامل ۲۵۰ تن ذغال سنگ در ساعت برای كوره نیروگاه ذغال سنگ آماده و تأمین كنند.

● گرم كردن آب تغذیه نیروگاه آب تغذیه نیروگاه كه در دیگ بخار (بویلر بخار) مورد استفاده قرار می‌گیرد واسطه‌ای است كه انرژی حرارتی حاصل از احتراق سوخت را به انرژی مكانیكی توربین بخار در حال چرخش انتقال می‌دهد. مجموع آب تغذیه شامل بخار آب متراكم از توربین‌های بخار به علاوه آب تصفیه شده است. چون اجسام فلزی كه با آب تماس حاصل می‌كنند در حرارت بالا و فشار زیاد دچار خوردگی می‌شوند بنابراین این آب بایستی قبل از استفاده كاملاً تصفیه شود و از درجه خلوص بالائی برخوردار باشد. یك دستگاه تصفیه آب و املاح‌زدای مبادله یون آب را در حدی تصفیه می‌كنند كه آب خالص بدست آمده تبدیل عایق برق خواهد شد و ضریب هدایت الكتریكی آن بین ۱- ۳/۰ میكروزیمنس در سانتیمتر خواهد بود. آب مصرفی (جبرانی) در یك نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی احتمالاً حدود ۲۰ گالن آمریكائی در دقیقه (۲۵/۱ لیتر در ثانیه) است. تا به این ترتیب تلفات نشتی بخار آب در تأسیسات جبران شود. چرخش آب تغذیه با آب حاصل از بخار آب متراكم پس از عبور از توربین‌های بخار از كندانسور پمپاژ می‌شود. سرعت جریان آب متراكم با حداكثر بار در یك نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی حدود ۶۰۰۰ گالن آمریكا در دقیقه است. (۳۸/۰ متر مكعب در ثانیه). آب از طریق شش یا هفت آبگرمكن آب تغذیه جاری می‌شود، درجه حرارت آن بالا می‌رود و بخار آب از لوله‌ای مناسب توربین‌ها خارج شده و در هر مرحله گرما را جذب می‌كند. بخار آب متراكم و آب جبرانی از طریق سیستم هوازدا كه هوای موجود در آب را خارج می‌كند جاری می‌شود و آن را بیشتر تصفیه می‌كند و قابلیت خورندگی آن را كاهش می‌دهد. به این آب می‌توان یك ماده شیمیایی بنام هیدرازین اضافه كرد كه باعث می‌شود اكسیژن باقیمانده در آب تا میزان زیر ۵ واحد در میلیارد كاهش یابد. همچنین می‌توان به این آب مواد كنترل كننده PH مانند آمونیاك اضافه كرد تا به این ترتیب حالت اسیدی آن كمتر شود و مانع خورندگی سیستم شود.

● عملكرد دیگ بخار یا بویلر دیگ بخار یك كوره مستطیلی شكل است كه یكی از ابعاد آن ۵۰ فوت (۱۵ متر) و بلندی آن ۱۳۰ فوت (۴۰ متر) است. دیواره‌های آن از شبكه لوله‌های فشار قوی به قطر ۳/۲ اینچ‌ (۶۰ میلیمتر) ساخته شده است. ذغال‌سنگ آسیاب شده با فشار باد از طریق نازل‌های (دهانه‌های) سوخت واقع در چهار گوشه آن وارد دیگ شده به سرعت می‌سوزد و شعله بزرگی در مركز آن بوجود می‌آورد. این شعله‌ها، آبی را كه در داخل لوله‌های دیگ گردش می‌كند گرم می‌كند. سرعت گردش آب در بویلر سه تا چهار برابر بوده و توسط پمپ به چرخش درمی‌آید. آب ضمن چرخش در بویلر حرارت جذب می‌كند و با درجه حرارت ۷۰۰ درجه فار نهایت (۳۷۰ درجه سانتیگراد) تبدیل بخار می‌شود. این آب از آب داخل ظرف استوانه‌ای شكل در بالای دیگ جدا می‌شود. بخار آب اشباع شده در لوله‌های آویخته با حرارت فوق‌العاده‌ای وارد می‌شود كه در گرمترین قسمت آویزان هستند و از آنجا از كوره خارج می‌شود. در اینجا بخار آب فوق‌العاده گرم شده و دمای آن به ۱۰۰۰ درجه فار نهایت (۵۴۰ سانتی‌‌گراد) میر‌سد و برای ورود به توربین آماده می‌شود. نیروگاههائی كه برای لیگنیت (ذغال سنگ قهوه‌ای) طراحی شده‌اند در حد قابل توجه در مكان‌های مختلف از جمله آلمان، ویكتوریا و داكوتای شمالی مورد استفاده قرار می‌گیرند. لیگنیت شكل جوانتر ذغال سنگ سیاه است، و نسبت به ذغال سنگ سیاه از انرژی كمتری برخوردار است. برای تولید حرارت معادل با حرارت تولید شده توسط ذغال سنگ سیاه لازم است برای ذغال سنگ قهوه‌ای كوره‌ای بزرگتر طراحی و ساخته شود. این نوع ذغال سنگ‌ها (قهوه‌ای) ممكن است حاوی تا ۷۰ درصد آب و خاكستر باشد در نتیجه حرارت كوره آنها كمتر است و نیاز به بادبزن بزرگتر دارند. نحوه سیستم و احتراق این نوع ذغال سنگ یا ذغال سنگ سیاه تفاوت دارد. سیستم احتراق ذغال سنگ قهوه‌ای گاز گرم را از سطح خروجی كوره دریافت كرده و آنرا با ذغال سنگ ورودی مخلوط می‌كند. نیروگاههائی كه برای گرم كردن آب و تبدیل آن به بخار، گاز مصرف می‌كنند از دیگ‌های بخار مشهور به HRRGs) Heat Recovery Steam Generators) استفاده می‌كنند. در این نوع نیروگاهها، حرارت خروجی از توربین‌های گازی برای گرم كردن بخار آب با حرارت فوق‌العاده زیاد مصرف می‌شود و این بخار آب سپس در سیكل تولید بخار آب سنتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

[پیرجو]

خیلی جالب بود. خوشحالمون کردی.

 

[mahdi.adelinasab]

ادامه

ادامه

● ژنراتور توربین بخار ژنراتور توربین شامل تعدادی توربین بخار است كه به یكدیگر و یك ژنراتور روی شفت مشترك متصل هستند. در یك انتها یك توربین فشار بالا وجود دارد. پس از آن یك توربین فشار متوسط، دو توربین فشار پائین و ژنراتور وجود دارند. ضمن اینكه بخار آب در سیستم حركت می‌كند فشار و انرژی حرارتی خود را از دست می‌دهد و منبسط می‌شود.
بخار آب بسیار گرم از دیگ بخار از طریق لوله‌ای با قطر ۱۶-۱۴ اینچ (۴۰۰-۳۵۰ میلیمتر) به توربین فشار بالا منتقل می‌شود و در آنجا فشار و حرارت آن به ترتیب به ۶۰۰ پوند در اینچ مربع و ۶۰۰ درجه فار نهایت (۳۱۵ درجه سانتی‌گراد) افت می‌كند. این بخار آب از طریق خطوط لوله با قطر ۲۶-۲۴ اینچ (۶۵۰-۶۰۰ میلیمتر) خارج می‌شود و به دیگ بخار برمی‌گردد. در آنجا (دیگ بخار) بخار آب در لوله‌های آویخته مجدداًَ گرم می‌شود و حرارت آن به ۱۰۰۰ درجه فار نهایت یا ۵۴۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. بخار آبی كه مجدداً گرم شده است به توربین فشار متوسط منتقل می‌شود و در آنجا درجه حرارت و فشار آن كاهش می‌یابد و از آنجا مستقیماً به توربین های فشار پائین یا پره‌های بلند وارد و در نهایت به كندانسور منتقل می‌شود. این ژنراتور، كه طول آن ۳۰ فوت (۹ متر) و قطر آن ۱۲ فوت (۷/۳ متر) است، شامل یك استاتور (ثابت كننده) ثابت و یك روتور (گردنده) چرخنده است كه هر كدام دارای كیلومترها سیم هادی مسی سنگین هستند. ژنراتور مذكور تا ۲۱۰۰۰ آمپر در ۲۴۰۰۰ ولت جریان متناوب (۵۰۴ مگاوات) با سرعت چرخش ۳۰۰۰ تا ۳۶۰۰ دور در دقیقه برق تولید می‌كند. روتور درون محفظه‌ای كه با گاز هیدروژن خنك می‌شود می‌چرخد. فركانس شبكه برق در آمریكای شمالی ۶۰ هرتز و در اروپا، اقیانوسیه، آسیا (كره و بخش‌هائی از ژاپن مستثنی هستند) و بخش‌هائی از آفریقا ۵۰ هرتز است. جریان برق وارد محوطه توزیع شده و در آنجا ترانسفورماتورهای ولتاژ آنرا به ۱۱۵، ۲۳۰، ۵۰۰ یا ۷۶۵ كیلوولت جریان متناوب به صورتیكه برای انتقال به مقصد لازم است افزایش می‌دهند.

● متراكم كردن بخار آب هر قدر فشار بخار آب خروجی كه از توربین فشار پائین خارج می‌شود كمتر باشد مراحل عمل توربین از راندمان بهتری برخوردار خواهد شد. بخار آب خروجی از توربین فشار پائین در لوله‌های كندانسور كه آب خنك در حال چرخش در آنها است وارد می‌شود. آب خنك باعث می‌شود بخار آب در درجه حرارت ۱۰۰-۹۰ درجه فار نهایت (۳۸- ۳۲ درجه سانتی‌گراد) متراكم شود و این شرایط در كندانسور فشار كمی تولید می‌كند و راندمان توربین‌ها را افزایش می‌دهد. پمپ‌های قوی از قسمت پائین كندانسور بخار آب متراكم (آب) را به گردش در می‌آورند و برای استفاده مجدد آنرا به گرم‌كننده‌های آب تغذیه برگشت می‌دهند. درجه حرارت جذب شده بوسیله آب خنك كننده در حال چرخش در لوله‌های كندانسور برای حفظ توان خنك‌كنندگی آن بایستی كاهش داده شود. این كار (از دست دادن حرارت) با پمپ كردن آب گرم از كندانسور از طریق هوای سرد طبیعی یا برج‌های خنك‌كننده‌ای كه درجه حرارت آب را از طریق تبخیر به ۳۰-۲۰ درجه فار نهایت (۱۷-۱۱ درجه سانتی‌گراد) كاهش می‌دهند انجام می‌شود. سرعت چرخش آب سرد در یك واحد ۵۰۰ مگاواتی حدود ۲۲۵۰۰۰ گالن آمریكا در دقیقه (۲/۱۴ متر مكعب در ثانیه) با بار كامل است. لوله‌های كندانسور از برنج یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است تا در مقابل خوردگی از هر دو طرف مقاومت كنند. با این وجود این لوله‌ها ممكن است ضمن بهره‌برداری بوسیله باكتری‌ها و جلبك‌های موجود در آب سرد یا بوسیله رسوب‌گزاری مواد معدنی كه از انتقال حرارت جلوگیری می‌كنند و راندمان ترمودینامیك را كاهش می‌‌دهند كثیف شوند. تعداد زیادی از نیروگاهها سیستم تمیزكننده اتوماتیك دارند. این سیستم‌ها گویچه‌های لاستیكی و اسفنجی را درون لوله‌ها به گردش درمی‌آورند و بدون متوقف كردن كار نیروگاه لوله‌ها را تمیز می‌كنند. شكل دیگر سیستم تراكم استفاده از كندانسوری است كه با هوا خنك می‌شود. ضمن اینكه این سیستم‌ در عمل شبیه به برج‌های خنك كننده مكانیكی می‌باشد از نظر محیط زیست بیشتر قابل قبول است. این فرایند شبیه به فرایند خنك كننده رادیاتور و فن (بادبزن) است. حرارت خروجی از سنجش فشار كم توربین بخار از طریق لوله‌های تراكم جریان می‌یابد. بخار آب به صورت آب متراكم درآمده تا مجدداً در چرخش آب و بخار آب مورد استفاده قرار گیرد.

● مسیر گاز دودكش و تمیز كردن آب تخلیه گاز دودكش (خروجی) حاصل از احتراق سوخت فسیلی و جلوگیری كردن از سولفوروشدن گاز دودكش ضمن خروج گاز حاصل از احتراق از دیگ بخار (بویلر)، این گاز از سبد تخت در حال چرخش با شبكه فلزی عبور می‌كند و حرارت گرفته شده و به هوای تازه وارد اضافه می‌شود. این عمل را گرم كردن اولیه هوا می‌نامند. گازی كه از بویلر خارج می‌شود مملو از خاكستری‌ است كه از ذرات ریز كروی تشكیل شده است. این گاز حاصل نیتروژن (ازت) همراه با مواد حاصل از احتراق دی اكسید كربن، دی اكسید گوگرد و اكسیدهای ازت است. خاكستر بدست آمده از این طریق گاهی اوقات می‌تواند برای تولید سیمان مورد استفاده قرار گیرد. در مواردیكه براساس قانون ضرورت ایجاب كند، برای از بین بردن مواد آلوده كننده اكسید گوگرد و ازت از تمیزكننده‌های دوده استفاده می‌شود كه با به كار بردن پودر سنگ آهك یا ماده آبكی كه خاصیت قلیائی دارد مواد آلوده كننده را از گاز خروجی حذف می‌كنند. گازی كه از دودكش در این موقع خارج می‌شود فقط ۱۲۰ درجه فار نهایت (۵۰ درجه سانتی‌گراد) حرارت دارد. این نوع دودكش‌ها برای پراكنده كردن گاز دوده در هوا بكار می‌روند و بین ۵۰۰ تا ۶۰۰ فوت (۱۸۰- ۱۵۰ متر) ارتفاع دارند. بلندترین دودكش در جهان ۱۳۷۵ فوت (۴۲۰ متر) بلندی دارد كه متعلق به نیروگاه GRES-۲ در قزاقستان است. در آمریكا و تعدادی از سایر كشورهای جهان برای تعیین ارتفاع دودكش نیروگاهها طبق مقررات آلودگی هوای محلی مطالعات مدل‌‌سازی پراكندگی دود به عمل می‌آید. آمریكا حداكثر ارتفاع دودكش را تحت عنوان "اجرای مهندسی مناسب" (GEP) تعیین می‌كند. در هنگام مطالعات مدل‌سازی برای پراكنده كردن مواد آلوده كننده هوا بایستی ارتفاع دودكش GEP مورد استفاده قرار گیرد.

● نیروگاههای سیكل تركیبی با توربین گازی در گروه مهمی از نیروگاههای فسیلی از توربین گازی استفاده می‌شود. راندمان نیروگاه سیكل تركیبی در واحدهای بزرگ ۵۰۰ مگاواتی تا ۶۰ درصد می‌رسد. توربین‌های این نوع نیروگاهها از گاز طبیعی یا گازوئیل (diesel) استفاده می‌كنند. در حالیكه اینگونه نیروگاهها از راندمان بالائی برخوردار هستند و به سرعت ساخته می‌شوند (یك نیروگاه هزار مگاواتی ممكن است در مدت دو سال از زمان شروع تا پایان ساخت طول بكشد) از نظر اقتصادی به هزینه گاز طبیعی مصرفی آنها وابسته هستند. نیروگاههای سیكل تركیبی با مشخصات متفاوت طراحی می‌شوند و از تعدادی توربین گازی به همراه یك توربین بخار تشكیل شده‌اند. تأسیسات سیكل تركیبی ۱-۳ دارای سه توربین گازی و یك توربین بخار است. نسبت توربین‌های گازی و توربین بخار در نیروگاههای سیكل تركیبی به قرار زیر است: (۱-۶) و (۱-۵) و (۱-۴) و (۱-۳) و (۱-۲) و (۱-۱) نیروگاههای گازی ساده و بدون سیكل بخار گاهی اوقات در موارد اضطراری یا افزایشی ظرفیت پیك نصب می‌شوند. راندمان حرارتی این نیروگاهها كمتر است. هزینه سرمایه‌گزاری پائین و مدت زمان بهره‌برداری چند صد ساعت در سال از این نیروگاهها (گازی) هزینه بالای بهره‌برداری ازآنها را جبران می‌كند.

● اثرات زیست محیطی منتقدین نیروگاههای فسیلی ادعا می‌كنند كه توربین‌های این نیروگاهها به باران اسیدی، گرم كردن كره زمین و آلودگی هوا كمك می‌كنند. ذغال سنگ حاوی مقادیر كمی اورانیوم، توریوم و سایر ایزوتوپ‌های رادیوآكتیو است كه انتشار آنها در محیط زیست باعث آلودگی می‌شود. در حالیكه این مواد به مقدار بسیار كم به صورت ناخالصی در ذغال سنگ وجود دارد، با احتراق ذغال سنگ به اندازه كافی مقادیر قابل توجهی از این مواد آلوده كننده در هوا منتشر می‌شود. یك نیروگاه ذغال سنگ ۱۰۰۰ مگاواتی سالیانه ۲/۵ تن اورانیوم (كه حاوی ۷۴ پوند اورانیوم ۲۳۵ است) و ۸/۱۲ تن توریوم در هوا منتشر می‌كند.

 

[mahdi.adelinasab]

انرژی تجدید پذیر در مقابل سوخت های فسیلی

انرژی تجدید پذیر در مقابل سوخت های فسیلی

عرضـه جهانی سوخت های فسیلی اعم از نفت، ذغـال سنـگ و گاز طبیـعی، و نیـز چگونگی كاهش ذخایرشان به دلیل استفاده دائمی از انها، مورد بحث قرار گرفت. سوخت های فسیلی تجدیدپذیر نیستند، به عبارت دیگر آنها را نمی توان مجدداً تولید نمود. اگر ذخایر آنها به اتمام برسد، با مشكلات عدیده ای روبرو خواهیم شد. آموختیم كه هیچگونه كمبودی در خصوص تولید انرژی‌های تجدیدپذیر از خورشید، باد و آب وجود نداشته و حتی موادی از قبیل درختان خشك شده، شاخه درختان، كاغذهای بریده شده، محصولات باقیمانده، خاك اره و حتی كود احشام می‌توانند جهت تولید برق و سوخت استفاده شوند. مجموع این منابع را تراكم زیست(Biomass) می گویند. تابش روزانه نور خورشید در ایالت متحده حاوی انرژی زیادی می باشد. این انرژی بیش از دو برابر انرژی است كه ما در كل سال استفاده می كنیم. میزان تند بادها در ایالت كالیفرنیا به حدی است كه ۱۱ درصد از كل برق بادی جهان را تأمین می نماید. منابع انرژی تمیز را می توان جهت تولید برق، گرما، سوخت و مواد شیمیایی با ارزش مهار نمود. این منابع تأثیر كمی بر محیط زیست دارند. در مقابل، آلودگیهای ناشی از ماشین های بنزین سوز و كارخانجات و سایر وسایل نفت سوز، روی جو تأثیر می گذارند. هوای ناپاك منتج به تشكیل گازهای گلخانه ای می شود. در حدود ۸۱ درصد از كل گازهای گلخانه ای در ایالت متحده، انتشارات دی اكسید كربن ناشی از منابع انرژی است. گسترش منابع انرژی تجدیدپذیر باعث اشتغال زایی شده و كاهش واردات نفت از كشورهای خارجی را نیز به دنبال خواهد داشت. به گفته دولت فدرال، در سال ۲۰۰۰، امریكا ۱۰۹ میلیارد دلار صرف واردات نفت نموده است. اگر منابع تجدیدپذیر در ایالت متحده كاملا گسترش یابد، می توان از خروج پول از كشور جلوگیری كرده و اقتصاد را رونق بخشید. تحقیقات انجام گرفته باعث شده است كه امروزه انرژی های تجدید پذیر قابل حصول تر از ۲۵ سال قبل شوند. قیمت انرژی بادی از ۴۰ دلار برای هر كیلو وات ساعت به كمتر از ۵ دلار كاهش یافته است. قمیت برق خورشیدی، از طریق روش فتوولتایی، نیز از بیش از یك دلار برای هر كیلو وات ساعت در سال ۱۹۸۰ به ۲۰ دلار برای هر كیلو وات ساعت در امروز كاهش یافته است. قیمت سوخت اتانول از ۴ دلار برای هر گالن در اوایل دهه ۱۹۸۰ به ۲/۱ دلار برای هر گالن در امروز نزول كرده است. اما موانعی نیز بر سر گسترش انرژی های تجدیدپذیر وجود دارد. به عنوان مثال، برای استفاده از انرژی حاصل از گرمای خورشید، كه از طریق جمع آوری اشعه های خورشیدی توسط آینه‌های بزرگ صورت می گیرد، زمین های بزرگی برای نصب آینه ها نیاز می باشد . این عمل بر روی حیوانات و گیاهانی كه در آنجا زندگی می كنند تأثیر می گذارد. محیط زیست نیز تحت تأثیر ساختمانها، جاده‌ها، خطوط انتقال برق و ترانسفورماتورها قرار می گیرد. غالباً آب گرم حاصل از حرارت خورشید كه برای تولید بخار و در نتیجه برق استفاده می شود خیلی سمی است. فن آوری استفاده شده در سلولهای فتوولتایی (PV) یا خورشیدی شبیه فن آوری است كه برای تراشه های سیلیكونی در كامپیوترها استفاده می شود. در مرحله تولید سلولهای خورشیدی، از مواد شیمیایی سمی استفاده می گردد. همچنین این مواد شیمیایی در ساخت باتریهایی بكار میروند كه می توانند برق خورشیدی را در خود ذخیره نموده و در شب و روزهای ابری مورد استفاده قرار گیرند. تولید این نوع باتری، تأثیرات زیست محیطی مخربی را به دنبال خواهد داشت. حتی اگر بخواهیم از انرژی خورشیدی بطور مستقیم استفاده كنیم، باز با مشكل بزرگی مواجه خواهیم بود. ظرفیت كل مراكز ساخت سلولهای فتوولتایی در جهان صرفاً جهت تولید ۳۵۰ مگا وات برق كافی بوده و این مقدار فقط می تواند برق یك شهر ۳۰۰۰۰۰ نفری را تأمین كند. با عبارت دیگر، عرضه با تقاضا همخوانی ندارد.ایالت كالیفرنیا به تنهایی در یك روز آفتابی و گرم تابستان، حدوداً به ۵۵۰۰۰ مگا وات برق نیاز دارد. قیمت تولید این مقدار برق در حدود چهار برابر قیمت برقی است كه از طریق یك نیروگاه گازی تأمین می شود. بنابراین، اگر چه انرژی های تجدیدپذیر آلودگی هوا را به دنبال نخواهند داشت، اما باز تأثیر كمی بر محیط زیست ایجاد می كنند. گسترش انرژی بادی نیز دارای مشكلات خاص خود است كه از آن جمله می توان به ضرورت داشتن زمین بزرگ اشاره نمود. وسعت یك مزرعه باد باید بطور متوسط ۱۷ جریب (هر جریب برابر ۴۰۴۷ متر مربع است) بوده تا بتواند یك مگاوات برق تولید كند. این مقدار انرژی جهت تأمین برق ۲۵۰ تا ۱۰۰۰ خانه كافی است. اما كشاورزان (برای زراعت) و احشام (برای چریدن) نیز می توانند از این زمین، كه توربین های بادی بر روی آن نصب شده، استفاده كنند. مزارع باد ممكن است فرساییش نواحی كویری یا صحرایی را به دنبال داشته باشند. غالباً مزارع باد بر روی مناظر طبیعی نیز تأثیر می گذارند. مرگ پرندگان نیز در اثر برخورد آنها با توربین های بادی و سیم های برق رخ میدهد. در حال حاضر مشكلات این چنینی در حال بررسی است. تولید برق زمین گرمایی از پوسته زمین بیشتر جنبهٔ‌ محلی یا موضعی دارد. به عبارت دیگر تأسیسات مربوطه باید در محل هایی بنا شوند كه انرژی زمین گرمایی در آنها فراوان باشند. چندین منبع زمین گرمایی در ایالت كالیفرنیا وجود دارد . بعنوان مثال یكی از منابع، ناحیه گیزر(Geysers) در شمال سانفرانسیسكو است. در مرحله تولید برق زمین گرمایی، بخار خارج شده از زمین هر از گاهی خیلی سوز آور شده و در نتیجه باعث پوسیدگی و جدا شدگی لوله ها می شود. بعضی اوقات هزینه ساخت نیروگاههای زمین گرمایی، بدلیل حفر چاه ،‌بیش از نیروگاههای گازی می باشد. یك سری مسائل زیست محیطی نیز در رابطه با ساخت سدها، جهت تولید برق آبی، وجود دارد. از آن جمله می توان به مسائلی از قبیل آب بردگی افراد و نیز از بین رفتن مزارع و جنگل هایی اشاره كرد كه در نواحی سیلابی بالای سد قرار دارند. در پایین دست رودخانه، سدها باعث تغییر خواص شیمیایی ،‌فیزیكی و بیولوژیكی (زیستی ) رودخانه و خشكی می شوند. بر خلاف سوخت های فسیلی كه هوا را آلوده می كنند، انرژی های تجدیدپذیر تأثیرات زیست محیطی كمتری دارند. یك سری موانع نیز در سر راه تولید انرژیهای تجدیدپذیر وجود دارد كه از آن جمله می‌توان به ضرورت داشتن زمین های بزرگ اشاره نمود كه برمحل سكونت حیوانات و نیز مناظر طبیعی تأثیر می گذارد. گسترش انرژی های تجدیدپذیر منتج به اشتغال زایی و نیز كاهش واردات نفت از كشورهای خواهد شد.

▪ تذكر:
برای آندسته از افرادی كه مقایسه انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر جزء‌ تكلیف مدرسه اشان است،‌ پیشنهاد می كنیم كه برای هر نوع منبع انرژی لیستی از مزایا و معایب آن تهیه كنند. بدین طریق شما می توانید به راحتی منابع انرژی مختلف را مقایسه كنید.

 

[mahdi.adelinasab]

انواع سوخت های فسیلی

انواع سوخت های فسیلی

● نفت خام:
نفت خام به دلایل مختلف از جمله ویژگی و کیفیت خوب، هزینه نسبتا کم تولید، سوختن آسان، جابجایی آسان و عرضه آن با قیمت مناسب کماکان بهترین مصرف سوخت فسیلی جهان است به طوری که بیش از ۴۰% کل انرژی مصرفی را تامین می کند. ذخایر اثبات شده نفت خام جهان، بیش از ۱۰۰۰ میلیارد بشکه برآورد شده است و این در حالی است که در ۲۰ سال گذشته، بیش از ۴۰۰ میلیارد بشکه نفت مصرف شده است. ایران پنجمین کشور دارای ذخایر عظیم نفتی است. ذخایر نفت ایران شامل نفت خام، نفت سنگین و مایعات گازی است. میزان تولید در ایران در سال ۲۰۰۰، برابر ۱۳۴۱ میلیون بشکه معادل نفت بوده است که در مقایسه با تولید جهانی آن (25.74 میلیارد بشکه معادل نفت) سهمی برابر5.3%دارد.

● گاز:
گاز ترکیبی از هیدروکربن های سبک است که به طور طبیعی در بالای مخازن نفتی وجود دارد.گاز طبیعی از فرآورش گاز خام به دست می آید که دارای بیش از ۸۰% متان بوده و معمولا عاری از گازهای اسیدی می باشد. ذخیره اثبات شده گاز جهان، بیش از ۵۰۰۰ تریلیون فوت مکعب است. ایران پس از روسیه، دومین کشور دارنده ذخایر عظیم گازی است و میزان ذخیره گاز ایران در ابتدای سال ۲۰۰۱ برابر26.3تریلیون متر مکعب (تقریبا برابر ۲۱ میلیارد تن معادل نفت) برآورد شده است. بنابراین در حدود ۱۶% از ذخایر جهانی گاز در ایران قرار دارد. ذخایر نفت و گاز در ایران در میدان های آبی و خشکی شناخته شده و به ۲ صورت ذخیره اولیه و ثانویه در نظر گرفته شده است.از سال ۱۲۸۹ که استخراج نفت در ایران آغاز شده است، تا آغاز سال ۱۳۸۰ حدود ۵۰ میلیارد بشکه تولید شده است.

● شیل های نفتی:
نفت خام موجود در شیل ها که دارای هیدروکربن های سنگین به نام کروژن است از دیر باز توسط سرخ پوستان آمریکایی شناخته شده است. امروزه بر ۱۰۰ سال است که در مورد چگونگی استخراج و تبدیل کروژن به نفت خام بررسی و پژوهش انجام می شود.کشورهای اروپایی از قبیل سوئد، فرانسه، اسپانیا، استونی، آفریقای جنوبی و چین پیرامون ساخت فرآورده های مایع و گاز از کروژن پیشرفت هایی نموده اند. از شیل های نفتی مرغوب حدود ۱۳۰ لیتر نفت از هر تن بدست می آید. ذخایر قابل استحصال نفت از شیل های نفتی، بیش از ۲۰۰۰ میلیارد بشکه برآورد شده است که بیشترین آن در ایالات مرکزی آمریکا می باشد.

● زغال سنگ:
یکی از منابع فسیلی تجدید ناپذیر، زغال سنگ است. کل ذخیره زغال سنگ جهان، حدود ۱.۰۶ تریلیون تن برآورد شده است که در حدود ۴۶% آن در امریکا، کشورهای مشترک المنافع و ۱۱% در چین قرار دارد. تولید زغال سنگ بر پایه آمار سال ۱۳۷۶ در حدود1.7میلیون تن (معادل ۱.۱ میلیون تن معادل نفت) بوده که در برابر تولید 2230.8 میلیون تن معادل نفت، زغال سنگ در جهان سهمی برابر0.05%داشته است. در مجموع جایگاه ایران در میان کشورهای عمده تولید کننده نفت در خلیج فارس و ونزوئلا در سال ۲۰۲۰ در زمینه تولید نفت خام، ۵.۱ میلیون بشکه در روز، میزان صادرات آن ۳.۶ میلیون بشکه در روز و درآمد نفتی25.8میلیارد دلار پیش بینی شده است. بررسیها نشان می دهد که ایران در سالهای آینده بر عنوان یکی از بازارهای عمده تولید کننده و مصرف کننده گاز در خاور میانه شناخته خواهد شد. نرخ رشد مصرف گاز در ایران از سال ۱۳۶۹ تا ۱۳۷۳ به طور میانگین حدود7.4%و در سال ۱۳۷۳ به طور میانگین حدود ۱۲% در سال بوده است. در ۵ سال منتهی به سال ۱۳۸۳، میانگین رشد سالانه مصرف گاز کشور، به حدود ۱۰% خواهد رسید و این در حالی است که میانگین رشد سالیانه مصرف خاور میانه در همین دوره حدود ۳% برآورد شده است.

 

[پیرجو]

سه نوع سوخت فسیلی اصلی وجود دارد که عبارتند از: ذغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی . هر سه نوع سوخت فوق صدها میلیون سال پیش و قبل از عصر دایناسورها تشکیل شده اند. از این روی نام آنها را سوختهای فسیلی گذاشته اند. سن تشکیل آنها را دورة کربونیفر نام نهاده اند. این دوره بخشی از دوران پالئوزوئیک است . دورة کربونیفر نام خود را از کربن ، که عنصر اصلی ذغال سنگ و سایر سوختهای فسیلی می باشد گرفته است .

 

[پیرجو]

دورة کربونیفر 360 – 286 میلیون سال قبل اتفاق افتاده است. در آن زمان، خشکی از مردابهای پر از درختان بزرگ (سرخس و سایر گیاهان برگ دار بزرگ) پوشیده شده بود ، درست مشابه با آنچه که در تصویر بالا مشاهده می کنید. آب و دریاها پر از جلبک (ماده سبز رنگی که روی برکه تشکیل می شود) بود. در حقیقت جلبک مجموعه ای از میلیون ها گیاه کوچک است

 

[پیرجو]

بعضی از معادن ذغالسنگ (کانسار) مربوط به دوران دایناسورهاست . بعنوان مثال لایه های نازک کربن را می توان در اواخر دورة کرتاسه (65 میلیون سال قبل) پیدا نمود. امّا کانسارهای اصلی سوخت های فسیلی مربوط به دورة کربونیفر است.

در زمانهای گذشته، درختان و گیاهان نابود شده و به اعماق مردابها فرو رفتند. به مرور زمان آنها لایه هایی از یک ماده اسفنجی به نام تورب (ذغالسنگ نارس) را تشکیل دادند. این تورب به مدت صدها سال با ماسه ، رس و سایر مواد معدنی پوشیده گردید، که نتیجه آن بوجود آمدن نوعی سنگ بنام سنگ رسوبی بود. با گذشت زمان، سنگهای بیشتری رویهم انباشته شده و در نتیجه وزن بیشتری را روی لایه های زیرین وارد کردند. بدین طریق تورب تحت فشار زیادی قرار گرفته و فشرده تر شد تااینکه آب از آن خارج و سرانجام بعداز میلیونها سال به ذغالسنگ ، نفت و گاز طبیعی تبدیل گردید .

ذغالسنگ :

ذغالسنگ ماده ای سخت و سیاهرنگ است. ذغالسنگ از کربن ، ئیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن و مقادیر متغیری سولفور تشکیل شده است. سه نوع اصلی ذغالسنگ عبارتند از : آنتراسیت (ذغالسنگ خشک خالص) ، بیتومین (قیر) و لیگنیت (ذغال قهوه ای رنگ).

 

[پیرجو]

بیش از پنج تا شش هزار سال است که از نفت استفاده می شود. سومری ها ، آشوری ها و بابلیهای قدیم از نفت خام و آسفالت (قیر) ، که از طریق تراوشات وسیع در منطقه ای به نام توتل یا هیت واقع در رودخانة فرات جمع می شده ، استفاده می کرده اند.

در واقع مکان نشت ، محلی برروی زمین است که در آنجا نفت از زیرزمین به بیرون تراوش می نماید. مصریان قدیم از نفت مایع بعنوان دارو جهت التیام زخمهایشان ، و روشن کردن چراغهای فانوسی استفاده می کردند.

محلی به نام دریای مرده، واقع در نزدیکی اسرائیل کنونی، به آسفالت دریاچه ای معروف است. از آنجایی که در این محّل توده های نفت چسبناک ناشی ازتراوشات زیر آبی در سواحل دریاچه تجمع یافته اند ، از این رو نام کلمة آسفالت از این محل گرفته شده است.

در شمال آمریکا ، آمریکایی های بومی از پتو برای جمع آوری نفت از سطح نهرها و دریاها استفاده می کردند. آنها از نفت بعنوان دارو و آب بندی قایق ها بهره می بردند. در خلال جنگهای داخلی ، آمریکائیهای بومی به سربازان جرج وانشگتن آموختند که چگونه از نفت برای درمان سرمازدگی استفاده کنند. بارشد و پیشرفت آمریکا ، تقاضا برای نفت بعنوان سوخت چراغهای فانوسی روبه فزونی گذاشت. به دلیل قیمت بالای روغن نهنگ ، استفاده از روغن نفت در چراغهای فانوسی مرسوم گردید. در این دوران، قسمت اعظم روغن نفت از طریق تقطیر ذغالسنگ بصورت مایع یا از سطح دریاچه ها تأمین می شد.

 

[پیرجو]

سپس در بیست و هفتم آگوست سال 1859 ، شخصی بنام ادوین دریک روغن مایع را از چاهی در نزدیک محلّی بنام تیتوسویل (Titusville) در پنسیلوانیا استخراج کرد. او نفت را در زیرزمین یافته و آن را به بیرون پمپاژ نمود. سپس نفت پمپاژ شده از چاه بداخل بشکه های چوبی ریخته شد

 

[پیرجو]

امروزه ، هنوز در سرتاسر جهان از این نوع روش حفاری برای استخراج نفت از زیرزمین استفاده می شود. نفت و گاز طبیعی در زیرزمین بین چین خوردگی لایه ها و سنگهای متخلخل (پوک) یافت می شود. چین خوردگی سنگها ناشی از حرکت و تغییر مکان لایه های زمین است. این چین خوردگی ها دقیقاً مشابه با برآمدگیهایی است که هنگام پهن کردن فرش برروی کف اطاق بوجود می آید.

 

[پیرجو]

نفت در هجده بخش از پنجاه و هشت بخش ایالت کالیفرنیا یافت می شود. بخش کرن (Kern) ، که در آن میدان نفتی بیکر (Baker) قرار دارد ، یکی از بزرگترین تولید کنندگان نفت در آمریکاست. امّا صرفاً نیمی از نفت مورد نیاز این کشور از چاههای کالیفرنیا تأمین می گردد. بقیه نفت مورد نیاز از ایالت آلاسکا و تا حدود زیادی از طریق کشورهای دیگر تأمین می شود. بیش از 50 درصد از نفت مورد نیاز ایالات متحده از کشورهای خارجی بویژه خاورمیانه تهیه می گردد. نفت توسط کشتی های نفت کش بزرگ به کالیفرنیا آورده می شود. نفت یا نفت خام باید قبل از استفاده پالایش شده تا محصولات قابل استفاده ای از آن بدست آید.

 

[پیرجو]

پالایشگاه ها

نفت در مخازن بزرگی ذخیره شده و سپس جهت استفاده به مکانهای مختلف فرستاده می شود. در پالایشگاههای نفت ، با حرارت دادن نفت خام می توان محصولات مختلفی بدست آورد.

محصولات مختلف نفت عبارتند از کود برای مزارع ، لباس ، مسواک ، بطری پلاستیکی ، خودکار پلاستیکی . به غیراز این موارد ، هزاران محصول دیگر نیز از نفت بدست می آید. تقریباً کلیه اجناس پلاستیکی جزو محصولات نفتی هستند

 

[پیرجو]

گاز طبیعی

اولین اکتشافات گاز طبیعی 2000 تا 6000 سال قبل در ایران انجام گردید. خیلی از نویسندگان قدیمی مطالبی را درباره تراوش گاز طبیعی در خاورمیانه بویژه منطقه باکو (آذربایجان) نوشته اند. تراوشات گازی ای که احتمالاً اولین بار توسط رعد و برق روشن شد ، آتشهای دائمی ای را بوجود آورد که توسط آتش پرستان ایران باستان مورد پرستش قرار می گرفتند.

گاز طبیعی سبکتر از هوا می باشد. قسمت اعظم گاز طبیعی از گاز متان ساخته شده است. متان ترکیب شیمیایی ساده ای است که از اتمهای کربن و هیدروژن تشکیل می گردد. فرمول شیمیایی آن CH4 است (یک اتم کربن همراه با 4 اتم هیدروژن). این گاز بسیار قابل اشتعال است. معمولاً گاز طبیعی نزدیک مخازن نفت در زیرزمین یافت می شود. آنرا از زیرزمین پمپاژ و از طریق خطوط لوله به مخازن منتقل
می کنند. در فصل بعد شبکه خط لولة انتقال نفت مورد بررسی قرار خواهد گرفت. گاز طبیعی معمولاً بو نداشته و نمی توان آنرا دید. قبل از اینکه گاز طبیعی را به خطوط لوله و مخازن بفرستند ، آنرا با ماده شیمیایی ترکیب کرده که به آن بوی تندی میدهد. بوی آن تقریباً شبیه تخم مرغ فاسد است. اگر گاز مقداری نشت داشته باشد ، می توان براحتی بوی آن را استشمام نمود.

هشدار ! ایمنی در برابر خطرات ناشی از انرژی

اگر در خانه خود بوی تخم مرغ فاسدی را استشمام نمودید ، اطرافین را خبر نموده و سریعاً از خانه خارج شوید. هیچ چراغی یا وسیله برقی دیگری را روشن نکنید. صرفاً یک جرقه کلید برق می تواند براحتی گاز را مشتعل کند. به خانه همسایه بروید و برای کمک اضطراری با شماره 1-1-9 تماس بگیرید.

صرفه جویی در مصرف سوختهای فسیلی

میلیونها سال طول می کشد تا سوختهای فسیلی تشکیل شوند. ما از سوختهایی استفاده می کنیم که 300 میلیون سال پیش و قبل از عصر دایناسورها بوجود آمده اند. اگر روزی این سوختها به اتمام برسد ، دیگر نمی توان کاری کرد.

بنابراین بهتر است سوختهای فسیلی را به هدر ندهیم. آنها تجدید پذیر نیستند و نمی توانند مجدداً ساخته شوند. از این رو، با صرفه جوئی در انرژی می توانیم از سوختهای فسیلی برای مدت بیشتری استفاده کنیم.

 

[پیرجو]

انرژی هسته ای: بحثی کاملا متفاوت............
وقتی که صحبت از مفهوم انرژی به میان می‌آید، نمونه‌های آشنای انرژی مثل انرژی گرمایی و الکتریکی و غیره به نظرمان می رسد اما وقتی با انرزی هسته ای آشنا می شویم شیفته آن خواهیم شد.
آیا می‌دانید که

· انرژی گرمایی تولید شده از واکنشهای هسته ای در مقایسه با گرمای حاصل از سوختن در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟



منابع تولید انرژی هسته‌ای که

· بر اثر سیلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به بستر دریا می‌رود، چقدر برق می‌تواند تولید کند؟

· کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ای را می‌برند، کدامند؟ و ... .



نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای



می‌دانیم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین بار الکتریکی آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه‌ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته و انرژی جنبشی فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما و بتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هسته‌ای که در طی آن 235U به دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم سوخت تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل می‌شود.


کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

گرمای حاصل از واکنش هسته‌ای در محیط راکتور هسته‌ای تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هسته‌ای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ

مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، نفت یا گاز متداول است، بسوی توربین فرستاده می‌شود تا با راه اندازی مولد ، توان الکتریکی مورد نیاز را تولید کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاه‌های معمولی شده است.

سوخت راکتورهای هسته‌ای


ماده‌ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.235U شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌های اورانیوم در سوخت از انواع 238U است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به 239Pu تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل 235U شکافت پذیر است. به علت پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.
میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها راه اندازی شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.







مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژی ها





بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهای پرتوزا مطرح می‌کند از نظر آماری مرگ ناشی ازخطرات تکنولوژی هسته‌ای از 1 درصد مرگهای ناشی از سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نیروگاههای هسته‌ای فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان الکتریکی هستند. بالای 70 درصد این نیروگاه‌ها در کشور فرانسه و بالای 20 درصد آنها در کشور آمریکا قرار دارد.

نیروگاههای هسته ای حدود 17 درصد برق را تأمین می کنند برخی کشورها برای تولید نیروی الکتریکی خود، وابستگی بیشتری به انرژی هسته ای دارند. براساس آمار آژانس انرژی اتمی، 75 درصد برق کشور فرانسه در نیروگاههای هسته ای تولید می شود و در ایالات متحده، نیروگاههای هسته ای 15 درصد برق را تأمین می کنند. بیش از چهارصد نیروگاه هسته ای در سراسر دنیا وجود دارد که بیش از یکصد عدد آنها در ایالات متحده واقع شده است. یک نیروگاه هسته ای بسیار شبیه به یک نیروگاه سوخت فسیلی تولید کننده انرژی الکتریکی است و تنها تفاوتی که دارد، منبع گرمایی تولید بخار است. این وظیفه در نیروگاه هسته ای برعهده رآکتور هسته ای است.

 

[پیرجو]

رآکتور هسته ای:
همه رآکتورهای هسته ای تجاری از طریق شکافت هسته ای گرما تولید می کنند. همانطور که می دانید، شکافت اورانیوم نوترون های زیادی آزاد می کند، بیشتر از آنکه لازم باشد. اگر شرایط واکنش مساعد باشد فرآیند به طور خود به خودی انجام می شود و یک زنجیره از شکافت های هسته ای به وجود می آید. نوترونهایی که از فرآیند شکافت آزاد می شوند، بسیار سریعند و هسته های دیگر نمی توانند آنها را به راحتی جذب کنند. از این رو در اکثر رآکتورها قسمتی به نام کند کننده نوترون وجود دراد که در آن از سرعت نوترونها کاسته می شود و در نتیجه نوترونها به راحتی جذب می شوند. چنین نوترونهایی آن قدر کند می شوند تا با هسته راکتور به تعادل گرمایی برسند. نام گذاری این نوترونها به نوترونهای گرمایی یا نوترونهای کند هم از همین رو است.
مقدار انرژی گرمایی که در یک رآکتور پارامتر بحرانی است و با کنترل آن می توان رآکتور را در حالت عادی نگاه داشت. این کار با تنظیم تعداد میله های کنترل درون رآکتور صورت می گیرد. میله کنترل از مواد جذب کننده نوترون

ساخته شده است و با افزایش یا کاهش جذب نوترون، می توان گسترش واکنش زنجیره ای را کاهش یا افزایش داد. البته با استفاده از کند کننده های نوترون یا تغییر دادن نحوه قرار گیری میله های سوخت هم می توان انرژی خروجی رآکتور را کنترل کرد.

 

[پیرجو]

طراحی یک رآکتور

رآکتورهای هسته ای برای انجام واکنش های هسته ای در مقیاس وسیع طراحی می شوند. گرما، اتمهای جدید و تابش بسیار شدید نوترون، محصولات واکنش انجام شده در رآکتور هستند و بسته به استفاده ای که از رآکتور می شود، از یکی از محصولات استفاده می شود. در یک نیروگاه هسته ای تولید برق از انرژی گرمایی تولید شده برای چرخاندن توربین و درنهایت تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. در برخی رآکتورهای نظامی و آزمایشی بیشتر از باریکه نوترون پر انرژی استفاده می شود تا مواد ساده را به عناصر کم یاب و جدیدی تبدیل کنند.
هدف از رآکتور هر چه باشد، برای به دست آوردن این محصولات لازم است یک واکنش هسته ای زنجیره ای به طور پیوسته ادامه یابد. برای ادامه یک واکنش زنجیره ای هم رآکتور باید در حالت بحرانی یا فوق بحرانی قرار داشته باشد. کند کننده و وسیله کنترل در فراهم آوردن چنین شرایطی نقش بسیار مهمی برعهده دارند.


رآکتوری که از کند کننده استفاده می کند، رآکتور گرمایی یا رآکتور کند نامیده می شود. این رآکتورها با توجه به نوع کند کننده ای که مورد استفاده قرار می گیرد طبقه بندی می شوند. آب معمولی ( آب سبک )، آب سنگین و گرافیت، مواد رایج کند کننده هستند. البته گرافیت مشکلات فراوانی را به وجود می آورد و بسیار خطرآفرین است، مانند حادثه انفجار چرنوبیل یا آتش سوزی وانیدسکیل.


رآکتورهایی که از کند کننده ها استفاده نمی کنند، رآکتورهای سریع خوانده می شوند. در این نوع رآکتورها فشار ذرات نوترون بسیار بالا است و از این رو می توان برخی واکنش های هسته ای را در آنها انجام داد که ترتیب دادن آنها در رآکتور کند بسیار مشکل است. شرایط خاصی که در رآکتورهای سریع وجود دارد، سبب می شود بتوان هسته اتم توریوم و برخی ایزوتوپ های دیگر را به سوخت هسته ای قابل استفاد تبدیل کرد. چنین رآکتوری می تواند سوختی بیش از حد نیاز خود را تولید کند و به همین دلیل به آن رآکتور سوخت ساز هم گفته می شود.

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می کنند.
در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می کند و آن را به بخار تبدیل می کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می آورد ، توربین نیز ژنراتور را می چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت.

 

[پیرجو]

در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می توان آنها را به سردسته تقسیم کرد.
الف – کانالهای تحت فشار در رآکتورهای RBMK و CANDU استفاده می شوند و می توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد.
ب – مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می شود. این مخزن می تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند.
ج – خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می کند که گاز خنک کن می تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند.



بقیه اجزای نیروگاه هسته ای


غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد.
مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است.
در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود.

 

[پیرجو]

رآکتورهای هسته ای طبیعی





در طبیعت هم می توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبيعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص U-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی U-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است.
این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می شدند و دوباره رآکتور به راه می افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می داشت.
مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت ها را شناسایی کنند، می توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند.


انواع رآکتورهای گرمایی
الف – کند سازی با آب سبک:
a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR)
b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR)
c- رآکتور D2G

ب- کند سازی با گرافیت:
a- ماگنوس Magnox
b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR)
c- RBMK
d- PBMR

ج – کند کنندگی با آب سنگین:
a – SGHWR
b – CANDU

 

[salam_to_all]

نیروگاه سوخت فسیلی

مفهوم کلی
در یک نیروگاه سوخت فسیلی از انرژی شیمیایی ذخیره شده در سوخت‌های فسیلی نظیر زغال سنگ، نفت کوره، گاز طبیعی یا شیست قیری به طور مداوم به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. این انرژی گرمایی به وسیله توربین‌ها به انرژی مکانیکی تبدیل شده و در نهایت انرژی مکانیکی توسط ژنراتورهای الکتریکی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود که به وسیله شبکه انتقال در یک پهنه جغرافیایی وسیع توزیع می‌شود. تقریباً تمام نیروگاه‌های سوخت فسیلی از بخار به عنوان سیال استفاده می‌کنند، البته صرف نظر از توربین‌های گازی و موتورهای احتراق داخلی که در سطح کوچکی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌شوند.
به طور خلاصه در عمل سوختن تغییرات شیمیایی زیر پدید می‌آید:

و به عبارت ساده‌تر معادله در تغییرات شیمیایی در سوخت‌های فسیلی به صورت زیر است:
سوخت + اکسیژن

حرارت + دی‌اکسید کربن + آب
از سوختن تمامی سوخت‌های فسیلی دی‌اکسید کربن تولید می‌شود. دیگر ترکیبی که از سوختن سوخت‌های فسیلی (به ویژه زغال سنگ) به وجود می‌آید دی‌اکسید گوگرد و اکسید نیروژن است. هر نیروگاه سوخت فسیلی از تاسیساتی پیچیده و منحصر به فرد ساخته شده. تا سال ۲۰۰۴ هزینه ساخت این چنین نیروگاه‌هایی حدودا ۱۳۰۰ دلار به ازای هر کیلووات یا به عبارتی ۶۵۰ میلیون دلار به ازای هر ۵۰۰ مگاوات بود. همچنین ممکن است چندین واحد مولدی برای صرفه‌جویی در هزینه مکان و منابع طبیعی در یک محل ساخته شوند.

[ویرایش] حمل و نقل و تحویل سوخت

برای حمل زغال سنگ از وسایل مختلفی مانند کامیون‌ها، قطار، قایق یا کشتی استفاده می‌شد. قطارهای مخصوص حمل زغال سنگ ممکن است تا دو کیلومتر طول داشته باشند و تا ۱۰۰ واگن زغال سنگ به وزن تقریبی ۱۰۰ تن را حمل کنند که در مجموع چیزی در حدود ۱۰۰۰۰ تن زغال سنگ با هر یک از آنها حمل می‌شود. یک نیروگاه بزرگ در بار کامل هر روز تقریباً به این اندازه زغال سنگ نیاز دارد. برخی نیروگاه‌ها به ویژه در فصل اوج مصرف یعنی در تابستان ممکن است به ۳ تا ۵ قطار سوخت در روز نیاز داشته باشند. نیروگاه‌های گرمایی بزرگ میلیون‌ها تن زغال سنگ برای فصل زمستان زخیره می‌کنند.
آنلودرهای مدرن از تجهیزات گردانده واگن‌ها برای خالی کردن واگن‌ها استفاده می‌کنند، که مشکلات مربوط به زغال سنگ یخ زده کف واگن‌ها را نخواهد داشت. آنلودر از بازوهایی تشکیل شده که قطار را نگه می‌دارند و به این ترتیب می‌توانند هر واگن را دقیقاً در مقابل قیف زغال نگه دارد. سپس واگن در مقابل دستگاه گردانده‌ای قرار می‌گیرد که با برعکس کردن واگن محتویات آن را خالی می‌کند. گردانده‌ها طوری عمل می‌کنند که نیازی به باز کردن واگن‌ها برای برعکس کردن آنها نیست، بنابراین در لحظه خالی کردن، واگن به واگن‌های دیگر متصل است. خالی کردن یک قطار با این روش در حدود ۳ ساعت طول می‌کشد.
روش دیگر برای حمل زغال سنگ استفاده از کشتی‌های مخصوص حمل زغال سنگ (collier) است. این کشتی‌ها ظرفیتی در حدود ۴۰۰۰۰ تن دارند و روزها وقت برای خالی کردن آنها نیاز است. برخی از این کشتی‌ها خود دارای تجهیزات تخلیه کننده هستند ولی بقیه از تجهیزات موجود در نیروگاه برای تخلیه سوخت استفاده می‌کنند. برای جابجایی زغال سنگ در آب‌های آرام مانند رودخانه‌ها یا دریاچه‌ها از نوعی کرجی استفاده می‌شود. این کرجی‌ها معمولاً دارای سیستم محرک نیستند و باید به وسیله یدک‌کش‌ها به حرکت درآیند.
در مراحل اولیه یا موارد اضطراری نیروگاه ممکن است از نفت کوره به جای زغال سنگ استفاده کند. این نفت ممکن است به وسیله خط لوله نفت یا کامیون‌ها و کشتی‌های نفت‌کش به نیروگاه حمل شود.

[ویرایش] عمل آوری سوخت

زغال سنگ را با خرد کردن در دستگاه‌های سنگ شکن به قطعه‌های کوچکتر از ۵۰ میلی‌متر (۲ اینچ) آماده مصرف می‌کنند. پس از این مرحله زغال سنگ‌های خرد شده به وسیله یک تسمه نقاله به سیلوهای ویژه‌ای که در نیروگاه برای انبار کردن سوخت ایجاد شده‌اند انتقال می‌یابند. تسمه نقاله هر ساعت حدود ۴ تن زغال سنگ را جابه‌جا می‌کنند. در سیلوها تکه‌های کوچک زغال به وسیله آسیاب کاملاً خرد شده و به پودر تبدیل می‌شوند. ضرفیت این آسیاب‌ها ۶۰ تن در ساعت است. پس از پودر شدن، زغال تقریباً آماده استفاده در کوره‌هاست. یک نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی دارای ۶ پودر کن با چنین ظرفیتی است. پنج پودر کن با چنین ظرفیتی می‌توانند ۲۵۰ تن پودر زغال در هر ساعت تولید کرده و به طور کامل کوره‌های نیروگاه را در بار کامل تغذیه کنند.

[ویرایش] گرم کردن آب و هواگیری

در نیروگاه‌های سوخت فسیلی از آب در دیگ‌های بخار استفاده می‌شود. در این نیروگاه‌ها آب نقش یک سیال را دارد که انرژی را از دیگ بخار به توربین بخار حمل می‌کند. بیشتر آب مورد استفاده در این قسمت از طریق تصفیه و تقطیرآب به دست می‌آید. این کار به دلیل جلوگیری از خورده شدن قطعات و قسمت‌های فلزی تجهیزات مورد استفاده در نیروگاه در دما و فشار بالا انجام می‌شود. تجهیزات نرم کننده آب (کاهنده سختی آب) و تبادل یونی آب را آنقدر خالص می‌کنند که آب به یک عایق الکتریکی تبدیل می‌شود. هدایت الکتریکی آب در این مرحله چیزی در حدود ۰٫۳ تا ۱ میکروزیمنس به ازای هر سانتی‌متر مربع است. برای جبران کردن آب از دست رفته در در نیروگاه به عنوان نمونه در یک نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی باید هر دقیقه ۲۰ گالن (۱٫۲ لیتر در ثانیه) آب به چرخه نیروگاه وارد شود.
آب خارج شده از توربین‌ها پس از مقطر شدن در داخل کندانسور (تقطیر کننده) دوباره وارد چرخه می‌شود. میزان تولید آب مقطر در بار کامل یک نیروگاه ۵۰۰ مگاواتی ۶۰۰۰ گالن در هر دقیقه (۰٫۳۸ متر مکعب در ثانیه) است.
سپس آب از میان حدود شش یا هفت پیش‌گرم‌کننده عبور می‌کند. در هر یک از این مراحل آب به وسیله بخار خارج شده از توربین گرم می‌شود و مقداری حرارت می‌گیرد. سپس آب مقطر به اضافه آب جبرانی به دگازور (هواگیر) وارد می‌شوند. دگازور هوای حل شده در آب را در فشار و دمای زیاد از آب جدا می‌کند که موجب کاهش خاصیت خورندگی آب می‌شود. در این مرحله ممکن است به آب هیدروزین نیز اضافه کنند. هیدروزین ماده‌ای شیمیایی است که اکسیژن باقی مانده آب را جدا می‌کند. همچنین در این مرحله pH آب نیز کنترل می‌شود تا از اسیدی بودن آب و در نتیجه خوردگی جلوگیری شود.

[ویرایش] عملکرد بویلر

بویلر یک کوره مستطیلی شکل به ابعاد حدود 15 در 40 متر است. بدنه بویلر از شبکه‌های تنیده شده لوله‌ای ایجاد شده. این لوله‌ها محل عبور آب را ایجاد می‌کنند. جنس لوله‌ها از فولاد فشرده و به قطر 60 میلیمتر هستند.
بویلر در واقع محل سوختن سوخت و تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی گرمایی است. زغال‌سنگ پودر شده به وسیله فشار باد از چهار طرف به داخل بویلر وارد می‌شود و به سرعت می‌سوزد و یک کره آتشین در مرکز بویلر ایجاد می‌کند. تششع گرمایی که از کره آتشین متصاعد می‌شود به بدنه بویلر رسیده و آبی که داخل لوله‌ها جریان دارد را به شدت گرم می‌کند. میزان گردش آب در لوله‌ها حداکثر سه یا چهار بار است که این گردش معمولا به وسیله فشار یک پمپ صورت می‌گیرد. درحالی که آب در لوله‌ها در حال گردش است حرارت را جذب می‌کند و در دما 370 درجه و فشار 22.1 پاسگال به بخار تبدیل می‌شود و در بالای کوره از آب جدا می‌شود. در این مرحله بخار وارد سوپرهیتر شده و دمای آن تا 540 درجه افزایش می‌یابد و به بخار خشک تبدیل می‌شود.
در برخی از نقاط مانند آلمان بیشتر از زغال‌سنگ قهوه‌ای در نیروگاه استفاده می‌شود. زغال‌سنگ قهوه‌ای دارای طول عمر کمتری نسبت به زغال‌سنگ‌های عادی (سیاه) است. این نوع زغال‌سنگ از چگالی انرژی کمتری نیز نسبت به زغال‌سنگ‌های معمولی برخوردار است و به همین دلیل نیازمند کوره بزرگتر برای تولید انرژی مشابه زغال‌سنگ‌های معمولی است.
نیروگاه‌هایی که از گاز برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند از بویلرهای خاصی با نام HRSG استفاده می‌کنند. در این روش گرمای خارج شده از توربین‌های گازی برای گرم کردن آب و چرخاندن یک توربین بخار مورد استفاده قرار می‌گیرد.



[ویرایش] نمودار


شکل ساده شده‌ای از یک نیروگاه گرمایی

۱. برج خنک‌کننده۱۰. دریچه کنترل بخار۱۹. سوپر هیتر۲. پمپ آب سرد۱۱. توربین بخار فشار بالا۲۰. پمپ هوا۳. خطوط انتقال سه فاز۱۲. دگازور۲۱. پس گرم‌کن۴. ترانسفورماتور افزایش ولتاژ۱۳. گرم‌کننده آب۲۲. سوپاپ هوای احتراق۵. ژنراتور الکتریکی۱۴. حمل‌کننده زغال سنگ۲۳. پیش‌گرم‌کن۶. توربین بخار کم فشار۱۵. قیف زغال‌سنگ۲۴. پیش‌گرم‌کن هوا۷. پمپ آب بویلر۱۶. پودرساز زغال سنگ۲۵. ته نشین‌کننده الکترواستاتیکی۸. تقطیر کننده سطحی۱۷. سیلندر دود بویلر۲۶. پمپ هوا۹. توربین بخار فشار متوسط۱۸. قیف خاکستر۲۷. دودکش

 

[اشکان فروتن]

سلام
ممنون از اینکه دوباره بهمون سر زدی ، اون هم با یه مطلب مفید
امیدوارم دوباره نذاری بری !

 

[salam_to_all]

تشکر

تشکر

سلام
از اینکه اینقدر خواستون به اعضا هست ممنونم
راستش یک چند وقه حال و حوصاه هیچ چیز رو ندارم دلم که واسه همتون تنگ میشه اما اوضواع روحیم perfect نیست

 

[اشکان فروتن]

سلام
از اینکه اینقدر خواستون به اعضا هست ممنونم
راستش یک چند وقه حال و حوصاه هیچ چیز رو ندارم دلم که واسه همتون تنگ میشه اما اوضواع روحیم perfect نیست

ایشالا که دوباره OK بشی و باز هم در جمعمون شما رو داشته باشیم . . .

 

[n12b54]

سلام
می خواستم بدانم برای تولید co2,ch4,اوره از گاز خروجی نیروگاه چطور استفاده میشود

 

[n12b54]

سلام
میخواستم بدونم از دود نیروگاه چطوری برای تولید ch4,co2,اوره و... استفاده میشه

 

[اشکان فروتن]

سلام
میخواستم بدونم از دود نیروگاه چطوری برای تولید ch4,co2,اوره و... استفاده میشه

سلام دوست عزیز
من به طور حدسی جواب میدم ، دقیق نمیدونم ولی میتونه به شرح زیر باشه:
از آنجایی که دود حاوی CO2 است ، بنابراین با روشهایی مثل جذب توسط کربنات پتاسیم یا دی اتانول آمین ، می توان CO2 را جذب کرد
---
CO2 را توسط دستگاهی به نام Methanator تبدیل به متان میکنند (البته جزئیات این دستگاه در ذهنم نیست)
---
برای تولید اوره هم که CO2 و NH3 دو خوراک این فرآیند هستند که هرکدام جداگانه تا 190 اتمسفر فشرده شده و در حرارت 190 درجه سانتیگراد تبدیل به اوره می شوند.

 

[اشکان فروتن]

سلام
می خواستم بدانم برای تولید co2,ch4,اوره از گاز خروجی نیروگاه چطور استفاده میشود

چند جا یه سوالو مطرح کردی دوست عزیز و هیچ کدومش هم سر جای درستش نبوده
یه جای دیگه جوابتو دادم ، اون رو برو ببین