სამყაროს დადგომა ორთქლის გენერატორიან საქვაბე, გარდაიქმნა ყოველდღიური ცხოვრება ელექტრონულ ინოვაციებამდე დიდი ხნით ადრე და, სავარაუდოდ, უფრო მეტიც ჰქონდა საერთო გავლენა, ვიდრე ბოლოდროინდელი ინოვაციები, როგორიცაა ონლაინ კომერცია, სოციალური მედია და უსადენო ტექნოლოგია ახლა ძნელია იმის დაფასება, თუ რამდენად დიდი იყო თამაშის შემცვლელი, რომ შეძლებოდა ადგილიდან ადგილზე მოხვედრა როგორც პირადი, ისე ცხოველური (მაგალითად, ცხენის ვაგონის) ძალაუფლების გარეშე.
მის სახეზე, ორთქლის წარმოება მიზანმიმართულად გამოიყურება, როგორც უცნაური არჩევანი. მსოფლიოს ისე უყურებს, როგორ შეიძლება პატარა ბავშვი, ორთქლი, როგორც ჩანს, სავალდებულო წყლის ნარჩენებზე ცოტა მეტია სხვადასხვა პროცესის პროდუქტი, რომელიც მოიცავს სითბოს წარმოქმნას, მაკარონის ყუთის მომზადებიდან დამთავრებული დერეფნების დათბობით შენობა.
თქვენი გონების სწორად აღსაქმელი ორთქლის მნიშვნელობასთან დაკავშირების საუკეთესო გზაა იმის წარმოდგენა, თუ რა მოხდება, როდესაც მოულოდნელად ხდება რაღაცას, რომელსაც აქვს ორთქლი. დაიხურა ან ფიზიკურად ხელი შეუშალა ამ ორთქლის გამოსხივებას - მაგალითად, მდუღარე წყლის ქვაბზე სახურავის მჭიდროდ დაჭერა ერთი წამითაც კი გაათავისუფლებს მას.
ორთქლის ენერგიის საფუძვლები და წარმოშობა
ორთქლი არის წყლის ორთქლი, ან საერთოდ, მოლეკულის აირული ფორმა. წყალი შედგება წყალბადის და ჟანგბადის ატომებისაგან და აქვს H მოლეკულური ფორმულა2ო. სხვა საკითხის მსგავსად დუღილის წერტილი, წყალს შეუძლია აირის ფაზაში შესვლა, როდესაც ის ამ ტემპერატურას მიაღწევს (წყლისთვის, 100 C ან ცელსიუსის გრადუსი (212 F, ან ფარენგეიტის გრადუსი)) და იღებს მცირე ენერგიის ბიძგს, ასე რომ, მას შეუძლია გადალახოს მისი აორთქლების სითბო, ერთგვარი ზარალი, რომელსაც ჩვეულებრივ მატერია უნდა გადაიხადოს სახელმწიფოებს შორის (მყარი, თხევადი ან გაზი) შესაცვლელად.
დღეს ორთქლის ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი ელექტროენერგიის წარმოებაშია. მაგრამ ჯერ კიდევ 1600-იანი წლების ბოლოს აღმოაჩინეს, რომ უფრო ადვილი იყო ნაღმიდან წყლის ჩამორთმევა, როდესაც ის შედედებული იყო. ამ პროცესში აღმოჩნდა, რომ წყლის კონდენსაციის პროცესი ქმნის ვაკუუმს (უარყოფითი წნევა კონდენსაციის აქტივობის არეალთან მიმართებაში არსებულ სხვაობაზე). საბოლოოდ ეს მიგნებული იქნა თანამედროვე ორთქლის ძრავებში და გენერატორებში.
რას წარმოქმნის ორთქლის ელექტროსადგურები?
არსებობს სხვადასხვა ტიპის ორთქლის ელექტროსადგურები, რომელთა ორგანიზება და თითოეული სხვა კონკრეტული დეტალი დამოკიდებულია ორთქლის გამომუშავებული ენერგიის საბოლოო დანიშნულებაზე. თითოეულ შემთხვევაში, ორთქლი არ არის მიზანი, არამედ არის ენერგიის გამომუშავების მიზანი.
იმის ნაცვლად, რომ უბრალოდ გაათავისუფლონ ორთქლი ღია ცის ქვეშ, ნებისმიერი ზეწოლის შედეგად ადგილობრივი განსხვავებები სწრაფად იუთოვება იმის გამო შეუზღუდავი საჰაერო მიწოდება, იგი ხაფანგშია გარკვეულ სივრცეში და მისი გაძლიერებული ძალა გააჩნია ადამიანებით მომარაგებულს აღჭურვილობა
ელექტროსადგურებში ორთქლი იქმნება მაღალი წნევის გარემოში საწვავის დაწვით - ეს არის ქვაბი. ეს ძირითადად ნახშირზე მომუშავე ქარხნებში ჩანს, თუმცა 21-ე საუკუნის დასაწყისისთვის ისინი ამუშავდნენ ძლიერი ხანძარი, როგორც პირდაპირი დაბინძურებული ეფექტის, ასევე ანთროპოგენულ კლიმატში მათი წვლილისთვის ცვლილება. ორთქლი ასევე გამოიყენება ბირთვულ ელექტროსადგურებში, ასევე მზის თბოელექტროსადგურებში.
ორთქლის ელექტროსადგურის კომპონენტები
მიუხედავად იმისა, რომ ქვაბების შემადგენლობა და კონსტრუქცია შეიძლება განსხვავდებოდეს, მათი ძირითადი კომპონენტები ძირითადად იგივეა და მოიცავს შემდეგს:
- Firebox: ეს პალატა არის ადგილი, სადაც ხდება წვა, და მასში განთავსებულია სანთურები და სხვადასხვა მარეგულირებელი მოწყობილობები.
- სანთურები: ეს განაწილების სისტემაში შეჰყავთ ჰაერისა და საწვავის ნარევი (ჩვეულებრივ ნახშირი, მაზუთი ან ბუნებრივი აირი), რომ მოხდეს წვის ნარევი.
- დრამი: ეს მოიცავს ქვედა ტალახის დრამს, ძირითადად მყარი ნარჩენების შესაგროვებლად და ზედა ორთქლის დრამს, რათა შეაგროვოთ ორთქლი განაწილების სისტემაში მოთავსებისთვის.
- ეკონომიზატორი: ეს მოწყობილობა ოპტიმიზირებს ოპერაციული ეფექტურობას საკვების წყლის გაცხელება მოცემულ ტემპერატურაზე, სანამ ქვაბის სისტემის კორპუსში შევა.
- ორთქლის განაწილების სისტემა: სარქველების, მილების და კავშირების ეს ქსელი მორგებულია სისტემაში გატარებული ორთქლის წნევის დონეზე. ორთქლი ტოვებს ქვაბს საკმარის ზეწოლას, რათა უზრუნველყოს ნებისმიერი პროცესი ქვემოთ (მაგალითად, ელექტროენერგიის წარმოება ტურბინის საშუალებით).
- საკვების წყლის სისტემა: ქვაბის ეს კრიტიკული ელემენტი უზრუნველყოფს სისტემაში შესული წყლის რაოდენობის დაბალანსებას სისტემაში გასვლისას. ეს უნდა გამოითვალოს წონაში და არა მოცულობაში, რადგან წყლის ნაწილი არის ორთქლი, ნაწილი კი თხევადი.
ორთქლის გენერატორების ტიპები
Firetube. ეს ყველაზე ხშირად გამოიყენება პროცესებში, რომელთა დროსაც საჭიროა 15-დან 2200 ცხენის ძალა (1 ცხ.ძ. = 746 ვატი, ან W). ამ ტიპის ქვაბი ცილინდრულია, თვით ღუმელის ღრუში არის ალი, ხოლო წვის გაზები თვითონ ინახება მილების სერიაში. ეს ორი ძირითადი დიზაინისაა: მშრალი ზურგი და სველი ზურგი.
წყალსადენი ამ შემადგენლობის პირობებში, მილები შეიცავს ორთქლს, წყალს ან ორივე ერთად, ხოლო წვის პროდუქტები გადის მილების გარედან. მათ ხშირად აქვთ დასარტყამი მრავალჯერადი ნაკრები და რადგან ისინი შედარებით ცოტა წყალს იყენებენ, ეს ქვაბები გთავაზობთ უჩვეულოდ სწრაფ ორთქლის შესაძლებლობებს.
კომერციული ეს ჩვეულებრივ გამოირჩევა წყალგამტარის, ფირეტუბისა და ელექტრორეზისტენტული დიზაინის კომბინაციებით. ისინი პოპულარულია დიდ შენობებში, რომლებიც საჭიროებენ ძირითადად მუდმივ ტემპერატურას, როგორიცაა სკოლები და ბიბლიოთეკები, ოფისები და სამთავრობო შენობები, აეროპორტები, ბინების კომპლექსები, კოლეჯებისა და სხვა კვლევითი ლაბორატორიების საავადმყოფოები და ა.შ. ჩართული
კონდენსაცია. კონდენსაციის ქვაბებს შეუძლიათ მიაღწიონ თერმული ეფექტურობის დონეს 98 პროცენტამდე, ხოლო 70 – დან 80 პროცენტამდე მიღწევა შესაძლებელია სტანდარტული ქვაბის დიზაინის გამოყენებით. ეფექტურობის ტიპიური დონე დაახლოებით 90 პროცენტს აღწევს, როდესაც წყლის დასაბრუნებელი ტემპერატურა 110 F ან ნაკლებია, და ამის შემდეგ იზრდება წყლის დაბრუნების ტემპერატურის შემცირება.
მოქნილი წყალსადენი (flextube). ეს კონსტრუქცია განსაკუთრებით მდგრადია "სითბოს შოკის" მიმართ, რაც მას ბუნებრივ ვარიანტს წარმოადგენს გათბობისთვის. მოქნილი წყალგამტარი ქვაბები გამოირჩევა საწვავის ფართო სპექტრით და კარგად შეეფერება დაბალი წნევის პროგრამებს, ორთქლის ან ცხელი წყლის გამოყენებით. (სინამდვილეში ყველა "ქვაბი" არ ადუღებს წყალს!) ეს ასევე საკმაოდ მარტივია მათი შენარჩუნებისათვის, მათი სამუშაო ნაწილების გარედან ადვილად შესასვლელად.
ელექტრო. ეს ქვაბები ცნობილია დაბალი ზემოქმედებით: სუფთა, მშვიდი, მარტივი ინსტალაცია და მცირე მათი სასარგებლო თვისებებით. იმის გამო, რომ რეალურად არაფერი დაიწვა (ანუ ალი არ არის ფიქრი), ელექტრო ბოილერები საოცრად მარტივია. საწვავის ან საწვავის დამუშავების მოწყობილობა არ არის ნაზავი, და არც გამონაბოლქვი და არც მილსადენების და პორტების საჭიროება. გარდა ამისა, მათ აქვთ გათბობის ელემენტები, რომელთა ჩანაცვლება მარტივია.
სითბოს აღდგენის ორთქლის გენერატორი (HRSG). ეს არის ინოვაციური ენერგიის აღმდგენი "სითბოს გადამცვლელი", რომელიც აღადგენს სითბოს გამავალი ცხელი გაზის ნაკადისგან. ეს ქმნის ორთქლს, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონკრეტული პროცესის მართვაში ან გამოყენებული იქნას ორთქლის ტურბინის მართვა ელექტროენერგიის წარმოებისთვის ელექტრომაგნიტის გამოყენებით. HRSG აშენებულია სამი ძირითადი კომპონენტის - evaporator, superheater და ეკონომზატორის ბაზაზე.
ორთქლი ბირთვული რეაქტორის საწვავად
ბირთვული ელექტროსადგურები ენერგიას იყენებენ არა საწვავის წვისგან, არამედ მისი ყველაზე პატარა კომპონენტების მექანიკური განცალკევებით. ეს არის აღწერილობის ძალიან რბილი გზა ბირთვული დაშლა, რომელშიც ატომები (ამ შემთხვევაში, ისინი, რომლებიც მიეკუთვნებიან ურანის ელემენტს) იყოფა უფრო მცირე ატომებად და გამოყოფენ უზარმაზარ ენერგიას.
განხეთქილებით გამოყოფილი ენერგია იკავებს და გამოიყენება წყლის გასათბობად და ადუღებლად, ხოლო მიღებული ორთქლი გამოიყენება ტურბინის გასატანად ელექტროენერგიის წარმოების მიზნით.