Nhiệt điện là gì? Cơ chế hoạt động của nhà máy nhiệt điện?

Như chúng ta đã biết, hiện nay điện năng được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện là một phần quan trọng, đóng góp rất lớn cho sản lượng điện phục vụ nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu. Vậy Nhiệt điện là gì? Cơ chế hoạt động của nhà máy nhiệt điện như thế nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Nhiệt điện là gì?

Nhiệt điện được hiểu đơn giản là nguồn năng lượng được biến đổi từ chính nguồn nhiệt năng thông qua 2 cơ chế liên quan và hiệu ứng Seebeck và hiệu ứng Peltier. Ưu điểm của nhiệt điện là làm lạnh dựa trên sự biến đổi điện năng thành nhiệt độ và sản xuất điện năng dựa trên sự biến đổi nhiệt năng thành điện năng.

nhiet-dien-la-gi

Nhiệt điện có vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống sinh hoạt của con người, hoạt động sản xuất kinh doanh với vai trò cung cấp điện năng. Một ví dụ điển hình về nhiệt điện thường gặp trong cuộc sống hàng ngày là bếp sinh khối, lò nướng hay bếp cắm trại…

Nhà máy nhiệt điện là gì?

Nhà máy nhiệt điện là nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí đốt hoặc nhiên liệu sinh học, năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời, v.v. để cung cấp nhiệt năng cho nước để tạo hơi nước, làm quay tua bin và tạo ra dòng điện. Hơi sau khi đi qua tuabin sẽ được ngưng tụ và thu hồi để tái sử dụng cho chu trình tiếp theo.

nha-may-nhiet-dien

Ưu điểm của nhà máy nhiệt điện là thời gian xây dựng ngắn, sử dụng nguyên liệu giá rẻ, chủ yếu là than đá. Điều quan trọng là có thể xây dựng gần các khu công nghiệp. Tuy nhiên, cũng có nhiều nhược điểm như giá thành cao, thời gian khởi động chậm, hiệu quả thấp và hơn hết là ảnh hưởng lớn đến ô nhiễm môi trường.

Tại Việt Nam, nhà máy nhiệt điện đầu tiên được xây dựng tại Hà Nội bởi chính phủ Pháp. Sau đó, vào những năm 80, 90 của thế kỷ 20, nhiều nhà máy công suất lớn được xây dựng. Có thể kể đến một số nhà máy lớn như: Nhiệt điện Vũng Áng, Nhiệt điện Duyên Hải, Nhiệt điện Long Phú, Nhiệt điện Vĩnh Tân…

Tham khảo: Nhà máy thủy điện là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào?

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện

Cấu tạo của nhà máy nhiệt điện

Nồi hơi: Nhiệm vụ chuyển nước thành hơi thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu. Đồng thời, trong giai đoạn này, năng lượng hóa học cũng sẽ được chuyển hóa thành nhiệt năng.

Cuộn dây: Chức năng lưu thông và chuyển hóa nước thành hơi nước

Tuabin hơi: Thu thập hơi nước, thường có nhiều thùng, áp suất khác nhau để tận dụng tối đa hơi nước.

Máy phát điện: Thu năng lượng cơ học được tạo ra qua trục của tuabin và chuyển thành năng lượng điện nhờ cảm ứng điện từ.

Tham khảo: Những sự cố hệ thống dầu truyền nhiệt thường gặp và giải pháp

Tìm hiểu về hệ thống tuần hoàn dầu truyền nhiệt

Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện

Về cơ bản, các nhà máy nhiệt điện hoạt động trên nguyên tắc biến đổi nhiệt năng thành cơ năng thông qua quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch. Sau đó, cơ năng chuyển hóa thành điện năng nhờ sự bốc hơi của nước để làm quay tua-bin gắn với máy phát điện.

Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu về nhà máy nhiệt điện than - nguyên liệu được sử dụng phổ biến hiện nay:

Tham khảo: Nguyên nhân và cách xử lý hiện tượng chảy dầu máy biến áp

VÌ SAO MÁY BIẾN ÁP PHÁT RA TIỀNG ỒN?

Cấu trúc cơ bản của nhà máy nhiệt điện than

cau-tao-cua-nha-may-nhiet-dien-than

Cấu tạo chi tiết bao gồm:

Lò hơi đốt than phun: gồm đường ống hồi, buồng đốt, quạt gió, ống xả, bộ sấy, ống nước lên xuống, bộ quá nhiệt... Với 2 nhiệm vụ, thứ nhất là đốt cháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao thành sản phẩm cháy. Thứ hai là cấp nước cho lò, nhận nhiệt từ sản phẩm cháy chuyển hóa thành nước nóng, nước sôi, hơi bão hòa… Công suất hoạt động của lò hơi thường lớn với công suất từ 50MW – 1000MW, hiệu suất cao. Ngoài ra, trong hệ thống lò hơi còn có các loại van công nghiệp như van hồi nhiệt tái sinh, van xả nước thủ công..., hệ thống đường ống làm nguội xỉ đáy lò, hệ thống ống khói, gió; hệ thống bypass, hệ thống cấp than, đá vôi…
Phần tuabin bao gồm lọc dầu, phớt dầu...
Phần cơ nghiền liệu: bao gồm máy nghiền than, máy bẻ cọc, băng tải than…
Phần điện: gồm hệ thống lọc bụi, máy phát, kích từ, hệ thống UPS, DC, vòng bi động cơ…
Phần C&I: bao gồm hệ thống nồi hơi, hệ thống quan trắc môi trường, phân tích chất lượng nước, BOD, đồng hồ đo áp suất...

Tham khảo: Tìm hiểu nguyên lí làm viêc của Tuabin để tạo ra điện từ gió

Tua bin hơi nước là gì? Ứng dụng của tuabin hơi nước là gì?

Nguyên tắc làm việc cơ bản:

Than nguyên liệu đầu vào được máy nghiền thành bột mịn và thổi vào lò hơi để đốt cháy. Bên trong lò hơi, nhiệt sinh ra biến nước thành hơi. Dưới áp suất cao, hơi nước làm quay các cánh tuabin nối với máy phát điện. Máy phát điện kết quả sẽ sản xuất điện. Hơi nước ngưng tụ sau đó sẽ được làm mát và tuần hoàn lại lò hơi đốt than để chuyển thành hơi nước, cung cấp năng lượng cho tuabin.

Nhìn chung, các nhà máy nhiệt điện than được cho là có cơ chế vận hành khép kín và tái sử dụng nước liên tục.

Xem thêm: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp

Những lưu ý khi lắp đặt và sử dụng máy biến áp

Yêu cầu kỹ thuật của nhà máy nhiệt điện

Về nguyên tắc chung, hầu hết các nhà máy nhiệt điện và thiết bị, sơ đồ công nghệ bên trong cần đáp ứng các yêu cầu sau:

Đảm bảo cung cấp điện đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của nhân dân liên tục, không bị gián đoạn.
Hãy chắc chắn rằng các yêu cầu về tần số và điện áp của nguồn điện phải đáp ứng các tiêu chuẩn được chỉ định trước.
Phải đáp ứng đầy đủ các tiêu chí an toàn cho con người và không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Trong trường hợp nhà máy nhiệt điện phát thải các chất độc hại, khí độc hại như SO2, NO2… thì cần có giải pháp áp dụng công nghệ xử lý phù hợp, triệt để.
Phần nước thải của các nhà máy nhiệt điện thải ra phải có hệ thống xử lý nghiêm ngặt theo quy định.
Đảm bảo nước thải trước khi thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn. Nên áp dụng sơ đồ công nghệ khép kín không phát thải để xử lý bổ sung nước và tro.
Hợp lý hóa thiết kế nhà máy, tối ưu hóa các khâu xây dựng, lắp đặt để giảm chi phí vận hành, tiêu hao nhiên liệu…
Hiệu quả kinh tế của năng lượng nhiệt phải được đảm bảo ở mức cao nhất, không được thấp hơn các chỉ tiêu năng lượng của các nhà máy trên thế giới.