화력 발전이란?(원리, 역사, 구성 요소)

안녕하세요. 유튜브 플레이 리스트를 들으며 포스팅을 하고 있습니다. 노래를 듣고 싶을 때, 어떤 노래를 들을지 결정 못하시는 분이시라면 유튜브 플레이 리스트 추천드려요. 정말 생각지도 못했던 좋은 노래들을 잊고 살았다는 것을 깨닫게 됩니다.. 오늘은 화력 발전에 대해 포스팅 해보겠습니다.

출처 : pxhere

화력 발전 원리

화력 발전소에서 고체 연료의 연소에서 얻은 열에너지는 물을 증기로 변환하는 데 사용되며 이 증기는 고압 및 고온 상태입니다. 이 증기는 발전기에 연결된 터빈 블레이드 터빈 샤프트를 회전시키는 데 사용됩니다. 발전기는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 화력 발전소는 전기를 생산하기 위해 만들어졌습니다.

 

화력 발전소에 필요한 것이 바로 연료입니다. 연료는 기차를 통해 광산에서 발전소의 연료 저장 시설로 운송됩니다. 플랜트로 운송되는 연료는 일반적으로 입자 크기가 더 크며 보일러 용광로에 공급되기 전에 크러셔를 사용하여 더 작은 조각으로 분해됩니다. 그런 다음 연료는 많은 양의 연소열을 발생시키는 보일러에 공급됩니다. 한편, 불순물과 공기가 없는 처리 수는 보일러 드럼으로 공급되어 연료의 연소열이 물로 전달되어 고압 및 고온의 증기로 변환됩니다.

 

일반적으로 보일러 배기가스의 연도 가스는 고온이며 이것을 그냥 버린다면 엄청난 낭비가 발생합니다. 즉, 이 열을 활용하지 않으면 큰 손실이 발생하여 보일러 효율이 감소합니다. 따라서 일반적으로 이 폐열은 연소에 필요한 공기를 가열하거나 보일러에 보내기 전에 물을 예열하여 회수합니다. 이를 통하여 전기 에너지를 더 생산하게 됩니다. 그런 다음 연도 가스는 굴뚝을 통해 대기로 보내기 전에 공기 오염을 방지하기 위해 먼지 입자를 포착하기 위해 집진기 또는 백 필터를 통과하도록 허용됩니다.

 

 

화력 발전의 역사

역사 1880년 12월 20일, 미국 뉴욕에서, 1882년 9월 4일 뉴욕의 펄 거리 발전소에서 세계 최초의 화력 발전기가 설치되었습니다. 이 발전소는 6개의 200마력 발전기와 6개의 증기 기관을 갖추고 있었고, 석탄을 연료로 사용했습니다. 당시 보일러는 일반적으로 보일러와 연관성이 있었으며 증기압은 약 10.5kg/㎠였습니다.

 

이후 급격히 증가하는 전력수요와 기계·소재 분야의 기술혁신에 힘입어 화력발전 설비는 증기 조건의 고온·고압과 함께 대용량으로 발전했습니다. 단위 용량 변화는 1930년대 200MW 발전기 가동부터 1950년대 중반까지 사용됐으며 1964년 600MW, 1970년 1,150MW, 1973년 1,300MW 건설이 현재까지 최대 용량으로 운영되고 있습니다. 아무래도 화력 발전은 매장된 석탄을 이용하기에  빠르게 에너지를 공급할 수 있지만, 현재는 환경 오염 문제와 직면해서 세계적으로 지양하는 추세입니다.

 

증기압과 온도의 변화는 1920년대에는 15~20kg/μ, 300°C였으나 1930년대에는 85~100kg/, 400°C까지 상승하였고, 1950년대부터 170kg/, 566°C가 개발되었습니다. 효율이 급격히 개선되었죠. 증기압이 225.6kg/μ α를 초과하는 발전소를 초임계 발전소라고 합니다. 최초의 초임계 발전소는 1957년 오하이오주 에디슨에 의해 증기압 315kg/, 증기온도 621℃로 건설되었습니다.

 

 

화력 발전소의 구성 요소

연료 저장 및 처리

공장모든 발전소에서 가장 중요한 것은 연료를 적정량으로 안전하게 저장하여 광산의 연료 공급이 원활하지 않을 때 뿐만 아니라 평상시에도 원활하게 발전소를 가동할 수 있도록 하는 것입니다. 따라서 연료 저장 시설은 적절한 양의 연료를 저장하기 위해 공장에서 정의됩니다.

 

화력 발전소 공정에서 발전 과정의 첫 번째 단계는 벨트 컨베이어를 통해 연료를 브레이커 하우스로 가져 오는 것입니다. 여기서 가벼운 먼지는 중력의 작용에 의해 회전 기계의 도움으로 분리됩니다. .더 나아가 파쇄기로 이동하여 약 50mm 정도의 크기로 파쇄합니다.

 

정수장

화력 발전에서 식물수는 다량으로 사용되며 이 물은 증기로 변환되어 터빈을 회전시키는 데 사용되어 이 물과 증기는 보일러, 보일러 튜브, 보일러 부속품 및 터빈 블레이드와 직접 접촉합니다. 일반 물은 하천에서 취수하며 많은 양의 흙, 부유 입자상 물질(SPM), 용존 미네랄 및 공기와 같은 용존 가스를 포함합니다. 보일러에 공급되는 물을 처리하지 않으면 수명이 단축됩니다. 압력 부품의 과열 및 폭발로 이어질 수 있는 장비의 표면 부식 및 스케일링으로 인한 장비의 효율성.중력 분리를 통해 수조에 명반을 첨가하여 물에서 부유물을 제거합니다.

 

터빈

터빈은 증기의 운동 및 압력 에너지를 유용한 일로 변환하는 기계 장치입니다. 과열기에서 증기는 팽창하여 운동 및 압력 에너지를 잃는 터빈으로 이동하고 터빈 블레이드를 회전시켜 블레이드에 연결된 터빈 샤프트를 회전시킵니다.그런 다음 샤프트는 이 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기를 회전시킵니다.

 

화력 발전은 열심히 포스팅해보려고 했는데, 아무래도 학문적으로 깊이가 큰 분야인 것 같습니다. 효율 1%를 올리기 위해 다양한 방법을 통해서 화력 발전을 하는 것을 보면, 많은 엔지니어들이 대단하게 보이네요. 꾸준히 어떤 분야에 종사하면서 전문성을 쌓아나가는 것이 쉬운 일은 아닌 것 같아요. 하지만, 블로그 포스팅 지치지 않고 꾸준히 하려고 노력, 또 노력하겠습니다. 감사합니다.