थर्मल पावर स्टेशन क्या है ? | Thermal Power Station kya hai ?

आप को यह ब्लॉग Hindipeak पर स्वागत हे , यदि आप इलेक्ट्रिकल उपकरण के बारे में अध्यन करते हे तो आप के मन में भी ये सवाल आया होगा की,थर्मल पावर स्टेशन क्या है ? ( Thermal Power Station kya hai ? ) , coal thermal power plant kya hai और steam turbine power plant kya hai, तो आप सही लेख पर आए है. मे यह लेख पर आपको Power Plant से जुडी सभी बिसेस बातें बोहत सरल भासा में बताऊंगा जिससे की आप को Thermal Power Plant की जानकारी अछे से समझ आये. 

थर्मल पावर स्टेशन क्या है ? ( Thermal Power Station kya hai ? )

Thermal power generation plant या थर्मल पावर स्टेशन इलेक्ट्रिक पावर का सबसे पारंपरिक स्रोत है। थर्मल पावर प्लांट को coal thermal power plant और steam turbine power plant के रूप में भी जाना जाता है। इस विषय के विस्तार में जाने से पहले, हम विद्युत ऊर्जा उत्पादन संयंत्र के लाइन आरेख को समझने की कोशिश करेंगे।

थर्मल पावर स्टेशन का सिद्धांत ( Theory of Thermal Power Station )

Thermal power station के काम करने का सिद्धांत बहुत सरल है। एक Power generation plant में मुख्य रूप से वाष्प टरबाइन की मदद से अल्टरनेटर रन होते हैं। भाप उच्च दबाव बॉयलर से प्राप्त की जाती है। आमतौर पर भारत में, बिटुमिनस कोयला, ब्राउन कोयला और पीट का उपयोग बॉयलर के ईंधन के रूप में किया जाता है। बिटुमिनस कोयले का उपयोग किया जाता है क्योंकि बॉयलर ईंधन में 8 से 33% और राख सामग्री 5 से 16% तक वाष्पशील पदार्थ होता है। थर्मल दक्षता बढ़ाने के लिए, कोयले का उपयोग बॉयलर में पाउडर के रूप में किया जाता है।

Coal thermal power plant में, बॉयलर के भट्टियों में ईंधन (pulverized coal) को जलाने के कारण भाप बॉयलर में उच्च दबाव में भाप का उत्पादन होता है। यह भाप आगे सुपरहीटर में गर्म होती है। यह सुपरहिटेड भाप फिर टरबाइन में प्रवेश करती है और टरबाइन ब्लेड को घुमाती है। टरबाइन यंत्रवत् अल्टरनेटर के साथ इतना युग्मित है कि इसका रोटर टरबाइन ब्लेड के रोटेशन के साथ घूमेगा। टरबाइन में प्रवेश करने के बाद भाप का दबाव अचानक गिर जाता है और भाप की इसी मात्रा बढ़ जाती है।

टरबाइन रोटर को ऊर्जा प्रदान करने के बाद, भाप टरबाइन ब्लेड से कंडेनसर में निकल जाती है। कंडेनसर में, ठंडे पानी को एक पंप की मदद से परिचालित किया जाता है जो कम दबाव वाले गीले भाप को घनीभूत करता है। इस संघनित जल को निम्न-दबाव वाले वॉटर हीटर को आगे सप्लाई किया जाता है, जहाँ निम्न-दबाव वाली भाप इस फीड वाटर के तापमान को बढ़ाती है; इसे फिर से उच्च दबाव में गर्म किया जाता है।

बेहतर समझ के लिए हम एक Thermal power station के फंक्शन के प्रत्येक चरण को निम्नानुसार प्रस्तुत करते हैं,

• पहले फुलाया हुआ कोयला भाप बॉयलर की भट्ठी में जला दिया जाता है।
• बॉयलर में उच्च दबाव भाप का उत्पादन होता है।
• इस भाप को तब सुपर हीटर से गुजारा जाता है, जहां इसे और गर्म किया जाता है।
• इस सुपर हीट स्टीम को तब तेज गति से टरबाइन में प्रवेश किया जाता है।
• टरबाइन में यह भाप बल टरबाइन ब्लेड को घुमाता है जिसका मतलब है कि टरबाइन में उच्च दबाव वाली भाप की
• संग्रहीत संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

पावर प्लांट की रेखा आरेख ( Line Diagram of Power Plant )

 

1. टरबाइन ब्लेड को घुमाने के बाद, भाप ने अपना उच्च दबाव खो दिया है, टरबाइन ब्लेड से बाहर निकलता है और एक कंडेनसर में प्रवेश करता है।
2. कंडेनसर में ठंडे पानी को पंप की मदद से परिचालित किया जाता है जो कम दबाव वाले गीले भाप को संघनित करता है।
3. इस संघनित जल को फिर निम्न दाब वाले वॉटर हीटर को सप्लाई किया जाता है जहाँ निम्न दबाव वाली भाप इस फीड वाटर के तापमान को बढ़ाती है, इसे फिर एक उच्च दबाव वाले हीटर में गर्म किया जाता है जहाँ भाप के उच्च दबाव को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है।
4. थर्मल पावर स्टेशन में टरबाइन अल्टरनेटर के प्रमुख प्रस्तावक के रूप में कार्य करता है।

थर्मल पावर प्लांट का अवलोकन ( Overview of Thermal Power Plant )

एक थर्मल पावर स्टेशन एक साइकिल पर संचालित होता है जो नीचे दिखाया गया है।

 

काम करने वाला तरल पदार्थ पानी और भाप है। इसे चारा पानी और भाप चक्र कहा जाता है। एक आदर्श थर्मोडायनामिक चक्र जिसमें Thermal Power Station का संचालन निकट से मिलता-जुलता है, वह RANKINE CYCLE है।

स्टीम बॉयलर में, हवा को ईंधन में भट्ठी में जलाकर पानी को गर्म किया जाता है, और बायलर का कार्य आवश्यक तापमान पर सूखी सुपरहीट स्टीम देना है। उत्पादित भाप का उपयोग स्टीम टर्बाइन को चलाने में किया जाता है। यह टरबाइन सिंक्रोनस जनरेटर (आमतौर पर तीन-चरण सिंक्रोनस अल्टरनेटर) से जुड़ा होता है, जो विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। टरबाइन से निकलने वाली भाप को टरबाइन के स्टीम कंडेनसर में पानी में संघनित करने की अनुमति होती है, जो बहुत कम दबाव में सक्शन बनाता है और टरबाइन में भाप के विस्तार को बहुत कम दबाव की अनुमति देता है। संघनक संचालन के प्रमुख लाभ भाप की प्रति किलो निकाली गई ऊर्जा की बढ़ी हुई मात्रा है और जिससे दक्षता बढ़ती है, और कंडेनसेट जिसे बॉयलर में फिर से खिलाया जाता है, ताजे फ़ीड पानी की मात्रा को कम करता है।

कुछ ताजा मेकअप फ़ीड पानी के साथ घनीभूत को फिर से एक पंप (बायलर फीड पंप) द्वारा बॉयलर में खिलाया जाता है। कंडेनसर में, ठंडा पानी द्वारा भाप को संघनित किया जाता है। कूलिंग टॉवर के माध्यम से ठंडा पानी रिसता है। यह एक ठंडा पानी सर्किट का गठन करता है।

धूल निस्पंदन के बाद परिवेशी वायु को बॉयलर में प्रवेश करने की अनुमति है। इसके अलावा, ग्रिप गैस बॉयलर से बाहर निकलती है और ढेर के माध्यम से वायुमंडल में समाप्त हो जाती है। ये वायु और प्रवाह गैस सर्किट का गठन करते हैं। हवा के प्रवाह और स्टीम बॉयलर (ड्राफ्ट कहा जाता है) के अंदर स्थिर दबाव दो प्रशंसकों द्वारा बनाए रखा जाता है जिसे Forced Draught (FD) fan और Induced Draught (ID) fan कहा जाता है।

विभिन्न सर्किटों के साथ एक विशिष्ट थर्मल पावर स्टेशन की कुल योजना नीचे चित्रित की गई है।

 

बॉयलर के अंदर विभिन्न हीट एक्सचेंजर्स हैं, अर्थात। Economiser, Evaporator करनेवाला (ऊपर छबी में नहीं दिखाया गया है, यह मूल रूप से पानी के नलिकाएं हैं, अर्थात् डाउनकोमर वृद्धि सर्किट), Super Heater (कभी-कभी Reheater, Air preheater भी मौजूद होते हैं)।

इकोनॉइज़र में फीड गैस को फ्ल्यू गैस की शेष गर्मी से काफी मात्रा में गर्म किया जाता है।

बॉयलर ड्रम पानी की नलियों के माध्यम से दो-चरण मिश्रण (भाप + पानी) के प्राकृतिक संचलन के लिए एक सिर रखता है।

इसमें सुपर हीटर भी है जो फ्ल्यू गैस से गर्मी लेता है और आवश्यकता के अनुसार भाप का तापमान बढ़ाता है।

थर्मल पावर स्टेशन या प्लांट की क्षमता ( Efficiency of Thermal Power Station or Plant )

भाप बिजली संयंत्र की समग्र दक्षता को कोयले के दहन की गर्मी में विद्युत उत्पादन के बराबर गर्मी के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। एक Thermal power station या प्लांट की समग्र दक्षता 20% से 26% तक भिन्न होती है और यह संयंत्र की क्षमता पर निर्भर करती है।

स्थापित संयंत्र क्षमता (Installed plant capacity)	औसत समग्र थर्मल दक्षता (Average overall thermal efficiency)
upto 1MW	4%
1MW to 10MW	12%
10MW to 50MW	16%
50MW to 100MW	24%
above 100MW	27%

थर्मल पावर प्लांट का स्थान ( Thermal Power Plant Location )

 

एक Thermal power station या Thermal power plant का व्यावसायिक लाभ कमाने का अंतिम लक्ष्य है। इसलिए लाभ के अनुकूलन के लिए, स्टेशन का स्थान बहुत महत्वपूर्ण कारक है। Power generation plant स्थान स्टेशन की अर्थव्यवस्था में एक अनुकूलन हिस्सा निभाता है।

बिजली संयंत्र का सबसे किफायती स्थान नीचे वर्णित के अनुसार चित्रमय विधि द्वारा निर्धारित किया जा सकता है,

सबसे किफायती और आदर्श पावर प्लांट स्थान लोड के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र है क्योंकि इस तरह की Power generation के लिए Power transmission नेटवर्क की लंबाई न्यूनतम होगी, इस प्रकार सिस्टम की पूंजी लागत कम हो जाती है।

आइए चित्रमय विधि की व्याख्या करें, कहते हैं, X और Y दो संदर्भ अक्ष हैं।

चलो Q1 (X1, y1), Q2 (x2, y2), Q3 (x3, y3), Q4 (x4, y4), …………………………………… .और Qn (xn,) yn) भार केंद्रों की संख्या है। उपरोक्त ग्राफ से हमें भार, क्यू (x, y) के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के निर्देशांक मिलते हैं

 

स्पष्ट रूप से थर्मल पावर स्टेशन का स्थान लोड के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र में सबसे अच्छा है, लेकिन कई बार लोड के सीजी पर थर्मल पावर प्लांट स्थापित करना संभव नहीं है। चूंकि सामान्य रूप से लोड का सीजी बिंदु शहर के केंद्र में हो सकता है। इसलिए पावर प्लांट के सर्वोत्तम अनुकूलित स्थान को तय करने के लिए अन्य बिंदुओं पर विचार किया जाना चाहिए।

1. Electric power generation plant का निर्माण ऐसी जगह पर किया जाना चाहिए जहाँ भूमि की लागत काफी उचित हो।
2. जमीन ऐसी होनी चाहिए कि निजी संपत्ति का अधिग्रहण न्यूनतम होना चाहिए।
3. Thermal power generation plant के संघनित्र आदि के लिए बड़ी मात्रा में शीतल जल की आवश्यकता होती है, इसलिए पौधे को प्राकृतिक रूप से बड़ी नदी जैसे प्राकृतिक जल स्रोत के पास स्थित होना चाहिए।
4. उचित स्थान पर भारी मात्रा में ईंधन की उपलब्धता संयंत्र के स्थान को चुनने के लिए एक प्रमुख मानदंड है।
5. संयंत्र को विमान भूमि पर स्थापित किया जाना चाहिए।
6. मिट्टी ऐसी होनी चाहिए कि यह पौधे और इमारतों की अच्छी और मजबूत नींव प्रदान करे।
7. Thermal power plant का स्थान घने इलाके के बहुत पास नहीं होना चाहिए क्योंकि वहां पर धुआं, शोर भाप, पानी के वाष्प आदि होते हैं।
8. भविष्य की मांग के विकास की पर्याप्त गुंजाइश होनी चाहिए।
9. थर्मल पावर स्टेशन के लिए राख हैंडलिंग प्लांट के लिए जगह भी पास से उपलब्ध होनी चाहिए।
10. पावर स्टेशन की बहुत लंबी चिमनी को वायु जहाजों के ट्रैफ़िक में बाधा नहीं डालनी चाहिए।

थर्मल पावर स्टेशन के फायदे और नुकसान( Advantages and Disadvantages of Thermal Power Station )

थर्मल पावर स्टेशन के फायदे : ( Advantages )

1. किसी भी उत्पादक संयंत्र के अलावा कम प्रारंभिक लागत के लिए किफायती।
2. Hydro power plant से कम भूमि की आवश्यकता।
3. चूंकि कोयला मुख्य ईंधन है और इसकी लागत पेट्रोल / डीजल की तुलना में काफी सस्ती है, इसलिए उत्पादन लागत किफायती है।
4. रखरखाव आसान है।
5. थर्मल पावर प्लांट को किसी भी स्थान पर स्थापित किया जा सकता है, जहां परिवहन और पानी की बड़ी मात्रा उपलब्ध हो।

थर्मल पावर स्टेशन के नुकसान : ( Disadvantages )

1. ईंधन, रखरखाव आदि के कारण थर्मल पावर स्टेशन की रनिंग कॉस्ट तुलनात्मक रूप से बहुत अधिक है।
2. बड़ी मात्रा में धुआं वायु प्रदूषण का कारण बनता है। थर्मल पावर स्टेशन ग्लोबल वार्मिंग के लिए जिम्मेदार है।
3. थर्मल पावर प्लांट से निकलने वाला गर्म पानी पानी में जलीय जीवन पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है और पारिस्थितिकी को परेशान करता है।
4. थर्मल पावर प्लांट की कुल दक्षता 30% से कम है।

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