Einführung
Kohlekraftwerke werden zur Stromerzeugung genutzt. Sie sind die häufigste Art von Kraftwerken und tragen am meisten zur globalen Megawatt (MW) Leistung aller Kraftwerkstypen bei. Diese Art von Kraftwerk ist aufgrund ihres bewährten Designs und der guten Verfügbarkeit von Kohle weit verbreitet. Leider sind Kohlekraftwerke - insbesondere ältere Anlagen - im Vergleich zu anderen Kraftwerkstypen nicht umweltfreundlich. Kohlekraftwerke sind nicht erneuerbare (nicht ‘grüne’) Energiequellen.
Funktionsweise von Kohlekraftwerken
Das untenstehende Video ist ein Auszug aus unserem Online-Videokurs für Mechanik und Elektrotechnik.
Kohle wird per Straße, Schiene oder Schiff zur Anlage geliefert und in einem Kohlelager abgeladen. Stapelreclaimer werden verwendet, um Kohle zu sammeln und in Bunker zu deponieren, die dann Flachbettförderer speisen. Förderer transportieren die Kohle vom Kohlelager zu Tagesbunkern im Hauptgebäude des Kraftwerks. Jeder Tagesbunker enthält genug Kohle für einen bestimmten Zeitraum, wenn das Kraftwerk voll ausgelastet ist, z.B. kann ein Tagesbunker genug Kohle für einen Kessel bei 12 Stunden Volllastbetrieb enthalten. Die Tagesbunker stellen sicher, dass jede Unterbrechung der Lieferkette vom Kohlelager zu den Tagesbunkern keine Unterbrechung des Kessels und folglich der Stromerzeugung verursacht.
Größere Kraftwerke können mehrere große Wasserrohrkessel, Dampfturbinen und Generatoren haben. Es ist üblich, jedes Kraftwerksgebäude als ‘Block’ zu bezeichnen, z.B. Block A, Block B usw. Rauchrohrkessel werden verwendet, um die anfängliche Erwärmung der Dampfsysteme des Kraftwerks bereitzustellen.
Tagesbunker speisen den Kessel direkt (altes Design und unüblich) oder indem die Kohle durch einen Kohlepulverisierer geleitet wird (Standarddesign und üblich). Kohlepulverisierer vergrößern die Kontaktfläche der Kohle mit der Luft, indem sie die Kohle in kleine Stücke mahlen. Der Pulverisierer trocknet die Kohle auch, damit die Verbrennung leichter erfolgen kann (verringerter Feuchtigkeitsgehalt). Die Wärme zum Trocknen der Kohle wird aus dem Abgasstrom des Kessels zurückgewonnen.
Pulverisierte Kohle aus dem Pulverisierer wird mit dem Primärluftstrom in den Kessel geblasen. Die Kohle ist in diesem Stadium fein gemahlen und sehr trocken, beide Eigenschaften unterstützen die Verbrennung. Die Verbrennung erfolgt und Wärme wird erzeugt (dieses Kraftwerk ist ein ‘thermisches Kraftwerk').
Die durch den Wasserrohrkessel erzeugte Wärme wird verwendet, um den Zustand von Wasser in Dampf zu ändern. Der Dampf wird dann an eine Kondensatorturbine abgegeben.
Die Dampfturbine ist über ein Getriebe mit einem Wechselstromgenerator verbunden. Der Wechselstrom durchläuft dann Schaltanlagen, bevor er an einen elektrischen Transformator verteilt wird; die verwendeten Schaltanlagen sind oft vom SF6 oder Vakuumdesign. Der elektrische Transformator erhöht die Ausgangsspannung und wird als ‘Generator-Transformator (GSU)’ bezeichnet.
Der GSU erhöht die Ausgangsspannung, um sie an das Stromnetz anzupassen, dies kann mehrere hunderttausend Volt sein, z.B. 110kV, 220kV usw. Die Erhöhung der Spannung reduziert Übertragungsverluste und verringert die Dicke der erforderlichen Übertragungskabel (höhere Spannung bedeutet niedrigere Ampere, niedrigere Ampere bedeuten, dass dünnere Leiter/Kabel verwendet werden können).
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Zusätzliche Ressourcen
https://en.wikipedia.org/wiki/Coal-fired_power_station
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Coal_fired_power_plant