औष्णिक वीजनिर्मिती प्रकल्प

औष्णिक वीजनिर्मिती प्रकल्प (इंग्रजी: Thermal power plant) या वीजनिर्मिती प्रकल्पांमध्ये मुख्यत्वे उष्णतेचा वापर करून पाण्याची उच्च दाबावर वाफ बनवली जाते. व या उच्च दाबाच्या वाफेचा उपयोग जनित्र फिरवायला होतो. जनित्र फिरले की वीज निर्मिती होते. 

 तत्त्व 
औष्णिक वीजनिर्मितीचे प्रकल्पाचे मुख्य तत्त्व उष्मागतिकी शास्त्रातील रॅंकाइन चक्र हे आहे. या चक्रानुसार वाफ उच्च दाबावरून कमी दाबावर आणल्यास वाफेतील ऊर्जेचे उपयुक्त कार्यात रूपांतर होते. इथे वाफेचा उपयोग जनित्राचे चक्र फिरवण्यासाठी होतो. कमी दाबावरची वाफ उष्ण असली तरी तिची ऊर्जा कमी झालेली असते. ही थंड वाफ  पुन्हा उच्च दाबावर न्यावयाची झाल्यास तिला प्रथम थंड करून तिचे पाणी करावे लागते व ह्या पाण्याला पुन्हा उष्णता देऊन उच्च दाबाची वाफ करावी लागते. हे रॅन्काइनच्या चक्राचे तत्त्व आहे. 

कार्यक्षमता
 एकूण कार्यक्षमता 
रॅंकाइनच्या चक्रावर आधारित वीजनिर्मिती प्रकल्पांची कार्यक्षमता साधारणपणे ३० ते ५० टक्यांपर्यंत असते. म्हणजे वीजनिर्मिती प्रकल्पातून निर्माण झालेल्या झालेली ऊर्जा-इंधन जाळून तयार होणाऱ्या ऊर्जेच्या ३० ते ५० टक्के असते. ही कार्यक्षमता वाढवणे हे आधुनिक विज्ञानाला असलेले आव्हान आहे. 

कार्यक्षमता = उत्पादित ऊर्जा / इंधन जाळण्यामुळे मिळणारी ऊर्जा 

 ज्वलन कार्यक्षमता 
ही कार्यक्षमता किती प्रमाणात इंधन जाळले गेले यावर मोजतात. साधारणपणे ९५ ते १०० टक्के ज्वलन कार्यक्षमता ही चांगली मानली जाते.

कार्यक्षमता ही उष्मागतिकीच्या तत्त्वांप्रमाणे ठरवली जाते त्यामुळे एका ठराविक प्रमाणाच्यावर ही कार्यक्षमता वाढवता येत नाही. वाफेला जितक्या जास्त दाबावर व तापमानावर तापवू तितकी जास्त कार्यक्षमता वाढते. परंतु वाढता दाब व वाढते तापमान नेणे सहज शक्य नसते. त्यामुळे कार्यक्षमता वाढवणे हे एक आव्हान आहे. युरोप व इतर थंड प्रदेशातील देशात ही वाया जाणारी ऊर्जा वीजनिर्मिती प्रकल्पाच्या सभोवतालच्या प्रदेशात गरम पाण्याच्या स्वरूपात वाटतात. त्यामुळे आजूबाजूच्या परिसरातील घरे गरम ठेवण्यास लागणारी विजेची गरज कमी होते व अप्रत्यक्षरीत्या  कार्यक्षमता वाढते. 

जर वीजनिर्मिती संचात  नैसर्गिक वायू अथवा वायूंवर आधारित इंधन वापरत असतील तर ते दोन टप्यात वीजनिर्मिती करतात. यामुळे एकूण कार्यक्षमता वाढण्यात चांगलीच मदत होते. पहिल्या टप्यात वायू इंधनाचे अतिउच्च तापमानावर ज्वलन ( साधारणपणे १२०० ते १४०० अंश सें.) करून त्याचा उपयोग पहिले जनित्र फिरवायला करतात, यातून बाहेर पडणाऱ्या वायूंचे तापमान अजूनही बरेच असते त्यामुळे त्या उष्णतेने पाण्याची वाफ बनवून दुसऱ्या टप्यात दुसरे जनित्र फिरवून अजून वीज निर्मिती करता येते. याला 'एकत्रित उष्णता व ऊर्जेचे चक्र' (इंग्रजी: combined heat and power cycle) असे म्हणतात. अशा प्रकारच्या वीजनिर्मिती प्रकल्पांची कार्यक्षमता ५० टक्यांपेक्षाही जास्त असते.

 इंधन 
उष्णता तयार करण्यासाठी खालील प्रकारच्या इंधनांचे ज्वलन करण्यात येते.
 कोळसा
 कच्चे खनिज तेल
 नैसर्गिक वायू
 ब्युटेन + प्रोपेन (नॅप्था)
 अणुऊर्जा
 जैविक इंधन ( शेतीमाल- लाकूड इत्यादी)
वीजनिर्मिती संचात कोणते इंधन वापरायचे हे वीजनिर्मिती प्रकल्पात कोणत्या प्रकारचे इंधन सहजगत्या व अल्प किंमतीत उपलब्ध होईल त्यावर ठरते. भारतात तसेच चीनमध्ये कोळसा मुबलक असल्याने भारतातील बहुतेक वीजनिर्मिती प्रकल्प हे कोळशावर आधारित आहेत. तर अरब देशात कच्च्या खनिज तेलाचे साठे मोठ्या प्रमाणावर असल्याने तिथे खनिज तेलावर आधारित वीजनिर्मिती प्रकल्प आहेत, तर, युरोपातील वीजप्रकल्प मुख्यत्वेकरून कोळसा व नैसर्गिक वायूंवर आधारित आहेत.

 वीजनिर्मिती संच 
महाराष्ट्र राज्याच्या मोठ्या भागामध्ये वीज गेल्यास असे वाचण्यात येते की, अमुक अमुक वीजनिर्मिती प्रकल्पातील वीजनिर्मिती संच बिघडला. परंतु सामान्य माणसांस वीजनिर्मिती संच हा काय प्रकार आहे त्याची माहिती नसते. एका वीजनिर्मिती संचाचे अनेक भाग असतात  इंधन प्रक्रिया संच, दहनक (किंवा प्रज्वलक) ज्वलन चेंबर, बॉयलर, उत्सर्जन वायूंचे शुद्धीकरण करणारी यंत्रणा व जनित्र असे अनेक भाग असतात. ज्वलन चेंबर हा वीजनिर्मिती संचातील सर्वात महत्त्वाचा भाग असतो. याची ज्वलन क्षमता व ज्वलनाचा प्रकार वीजनिर्मितीची क्षमता ठरवतात. वीजनिर्मिती संच हे विविध क्षमतेत बांधता येतात. जास्तीतजास्त एखाद्या वीजनिर्मितीची संचाची क्षमता आजवर १५०० मेगावॅट इतकी  आहे. भारतातील बहुतेक वीजनिर्मिती संच हे ५० ते २५० मेगावॅटचे आहेत. महाराष्ट्रात नुकतीच धुळे जिल्ह्याच्या दोंडाईचा येथे ६६० मेगावॅटच्या संचाची उभारणी प्रस्तावित आहे.  

खालील प्रकारचे ज्वलन चेंबर वापरात आहेत
 ग्रेट प्रकार (इंग्लिश: Grate Type) - याची क्षमता कमी असते साधारणपणे ५० मेगावॅट प्रकल्पांमध्ये वापरतात. कोणत्याही प्रकारचे घन इंधन यात वापरता येते. परंतु कार्यक्षमता अतिशय कमी असते.
 बब्लिंग बेड (इंग्लिश: Bubbling bed combustor) - याची क्षमता ग्रेट प्रकारापेक्षा जास्त असते व साधारणपणे १०० मेगावॅटपर्यंत याचा वापर होतो. घन इंधन बारीक करून यात वापरता येते. इंधन जाळण्याची कार्यक्षमता साधारणपणे ९० टक्यांपर्यंत असते. मोठ्या प्रकल्पांसाठी या संचाच्या आकारमानामुळे मर्यादा येतात त्यामुळे १०० मेगावॅटपेक्षा  मोठा संच शक्यतो बांधत नाहीत. कारखान्यांमधील बॉयलरसाठी उत्तम.
 सर्क्युलेटिंग फ्लुइडाइझ्ड बेड (इंग्लिश: Circulating fluidized bed combustor) - याची क्षमता २५० मेगावॅटपर्यंत असते. अतिशय उत्तम कार्यक्षमता, विविध आकाराचे व प्रकारचे इंधन वापरण्याची क्षमता. यामुळे गेल्या काही वर्षात असले संच अतिशय प्रसिद्ध झाले आहेत. सर्वात खास वैशिष्ट्य म्हणजे इंधन जाळण्याची कार्यक्षमता साधारणपणे ९९ टक्यांपर्यंत असते व प्रदूषक घटकांचे प्रमाण अतिशय कमी असते.  त्यामुळे प्रदूषण कमी करण्यावर खूप खर्च करावा लागत नाही. अजून एक फायदा म्हणजे, या ज्वलनकक्षामध्ये कोळसा व जैविक इंधनाचे मिश्रणही वापरता येते. परंतु मोठ्या प्रकल्पांसाठी याची क्षमता कमी पडते. पोलंडमध्ये या प्रकारावर ६०० मेगावॅट क्षमतेचा बेड बनवला आहे व सध्या प्रायोगिक वापरावर आहे.
 पल्व्हराइझ्ड कोल फायरिंग (इंग्लिश: Pulverised coal firing combustor) - या संचाची क्षमता इतर कोणत्याही प्रकारापेक्षा जास्त म्हणजे १५०० ते २००० मेगावॅटपर्यंत असू शकते. इंधन जाळण्याची कार्यक्षमता साधारणपणे १०० टक्यांपर्यंत असते  त्यामुळे मोठ्या औष्णिक वीजनिर्मिती प्रकल्पात हे खास पसंतीचे संच असतात. परंतु यामध्ये फक्त अतिबारीक कोळसाच इंधन म्हणून वापरता येतो व प्रदूषक घटकांचे प्रमाण खूप असते त्यामुळे बाहेर पडणाऱ्या दूषित वायूंवर मोठ्या प्रमाणावर खर्च करून प्रदूषण कमी करावे लागते.
 गॅस फायरिंग - यात नैसर्गिक वायू अथवा इतर ज्वलनशील वायू इंधन म्हणून वापरण्यात येतात. यात अतिउच्च तापमानावर ( १४००°से) इंधन जाळण्यात येते व तीन ते चार टप्यात जनित्र फिरवण्यात येते. या प्रकारच्या संचामध्ये सर्वात जास्त कार्यक्षमता मिळते. (५२ टक्के)

 रचना 

पहा : जल विद्युत ऊर्जा

==संदर्भ

वर्ग:ऊर्जा
वर्ग:औष्णिक विद्युत केंद्रे