Co ogranicza gradient obciążenia elektrowni?

Każda elektrownia ma charakterystykę gradientu obciążenia, opisującą, w jakim stopniu może ona zmienić moc swoich generatorów w danym przedziale czasowym. Czytając literaturę, wiem na przykład, że elektrownia z turbiną gazową ma znacznie wyższy gradient obciążenia niż ten, który wykorzystuje węgiel jako swoją energię pierwotną.

Nie mogę jednak znaleźć opisu, które części zakładu najbardziej przyczyniają się do gradientu obciążenia. Mogę sobie wyobrazić, że elektrownia gazowa może szybciej zmieniać moc, ponieważ nie ma młyna, jak w elektrowni węglowej, ale skąd dokładnie pochodzi jego gradient?

Mówiąc dokładniej: co stanowi gradient obciążenia

elektrownia na turbinę gazową,
elektrownia na węgiel brunatny
elektrownia na węgiel kamienny
elektrownia atomowa?

I dlaczego jest różnica między elektrowniami węgla brunatnego a bitumem?

Bardzo chętnie przeczytam o szczegółach, jeśli można nazwać książkę. Przeczytałem kilka książek opisujących działanie tych roślin, ale nie wspominam, co tworzy lub ogranicza ich gradient obciążenia.

electrical-engineering thermodynamics power-engineering

— Technaton
źródło

Elektrownia z turbiną gazową zasadniczo wykorzystuje silniki odrzutowe zoptymalizowane pod kątem mocy na wale zamiast wypychania spalin do napędzania generatorów. Można je szybko kontrolować, ponieważ zgromadzona energia jest niewielka. Zmniejszasz natężenie przepływu paliwa, a turbina musi bardzo szybko zwolnić, w ciągu kilku sekund, a osiągnięcie nowego stanu równowagi zajmuje kilkadziesiąt sekund. Komora spalania jest niewielka, a niewielkie ciepło zgromadzone w jej ścianach i łopatkach turbiny jest małe w porównaniu z całkowitą mocą przepływającą przez urządzenie.

Duża elektrownia węglowa lub olejowa ma duży kocioł z rurami wodno-parowymi. Te rzeczy potrzebują czasu na rozgrzanie i ochłodzenie. Następnie występuje opóźnienie od mniejszej ilości ciepła do kotła, zanim mniejsza ilość pary trafi do turbiny. Ciśnienia i natężenia przepływu należy również dostosować, aby zmiana fazy ciecz-gaz następowała w odpowiednim obszarze rur w kotle. Nagłe odcięcie paliwa do kotła może spowodować uszkodzenie. Wszystko to zajmuje więcej czasu niż spowolnienie lub przyspieszenie silnika odrzutowego ze względu na zmianę przepływu paliwa.

— Olin Lathrop
źródło

Dziękuję za wyjaśnienie! Teraz wiem, na co uważać. Nadal nie dostrzegam różnic między tymi dwoma rodzajami węgla: Dlaczego elektrownie na węgiel kamienny mają większy gradient niż elektrownie na węgiel brunatny? Czy przyczyną jest wyższa gęstość węgla kamiennego niż węgla brunatnego?

— Technaton

Nie jestem pewien co do różnicy między węglem kamiennym a węglem brunatnym , więc nie wiem. Jedną elektrownię węglową (obecnie wycofaną z eksploatacji), w której widziałem, jak wstępnie przetworzono węgiel na drobny proszek, który wstrzyknięto do kotła wraz z powietrzem, podobnie jak mieszanka gazowo-paliwowa. Jeśli węgiel kamienny oznacza bezpośrednie spalanie kawałków węgla, oczywiście ogień będzie trwał przez znaczny czas po zaprzestaniu dodawania węgla.

— Olin Lathrop

Z twojego komentarza właśnie dowiedziałem się, że „kamienny węgiel” to tłumaczenie fałszywego przyjaciela z języka niemieckiego. Węgiel bitumiczny jest prawidłowym wyrażeniem (odpowiednio zmienię moje oryginalne pytanie). „Węgiel brunatny” jest również nazywany węglem brunatnym. Przepraszam za zamieszanie. Rozumiem, dlaczego elektrownia wykorzystująca węgiel bitumiczny może szybko zapewnić wyższą moc wyjściową (po prostu więcej watów w tonie węgla bitumicznego), ale dlaczego może również szybciej zmniejszyć swoją moc? Czy jest to tylko niższa z dwóch wartości gradientu, która jest brana dla ogólnego gradientu obciążenia?

— Technaton