Planta de Generación de Energía Térmica o Central Térmica

Planta de generación de energía térmica o central térmica es la fuente más convencional de energía eléctrica. La planta de energía térmica también se conoce como central térmica de carbón y turbina de vaporplanta de energía. Antes de entrar en detalle en este tema, trataremos de entender el diagrama de líneas de planta de generación de energía eléctrica.

Teoría de la Central Térmica

La teoría de estación de energía térmica o funcionamiento de la central térmica es muy simple. A planta de generación de energía consiste principalmente en alternador funciona con la ayuda de turbina de vapor. El vapor se obtiene de calderas de alta presión. Generalmente en la India, el carbón bituminoso, el lignito y la turba se utilizan como combustible de caldera. El carbón bituminoso se utiliza como combustible de calderas tiene materias volátiles del 8 al 33% y un contenido de cenizas del 5 al 16%. Para aumentar la eficiencia térmica, el carbón se utiliza en la caldera en forma de polvo.

En central térmica de carbónel vapor se produce a alta presión en el caldera de vapor debido a la quema de combustible (carbón pulverizado) en los hornos de calderas. Este vapor se calienta más tarde en un sobrecalentador. Este vapor sobrecalentado entra en la turbina y hace girar los álabes de la misma. La turbina está mecánicamente acoplada así alternador que su rotor girará con la rotación de las palas de la turbina. Después de entrar en la turbina, la presión del vapor cae repentinamente y el volumen correspondiente de la vapor …aumenta.
Después de impartir la energía al rotor de la turbina, el vapor pasa de las palas de la turbina al condensador. En el condensador, el agua fría circula con la ayuda de una bomba que condensa el vapor húmedo de baja presión. Esta agua condensada se suministra a un calentador de agua de baja presión donde el vapor de baja presión aumenta la temperatura de esta agua de alimentación; se calienta de nuevo a alta presión.

Para una mejor comprensión proporcionamos cada paso de la función de un estación de energía térmica de la siguiente manera,

1. Primero el carbón pulverizado se quema en el universidad de la costa oeste de mexico.
2. Se produce vapor de alta presión en la caldera.
3. Este vapor pasa luego por el super calentador, donde se calienta aún más.
4. Este vapor calentado por la cena se introduce en una turbina a alta velocidad.
5. En la turbina, esta fuerza de vapor hace girar los álabes de la turbina, lo que significa que aquí en la turbina la energía potencial almacenada del vapor de alta presión se convierte en energía mecánica.

Diagrama de líneas de la central eléctrica

1. Después de girar los álabes de la turbina, el vapor ha perdido su alta presión, sale de los álabes de la turbina y entra en un condensador.
2. En el condensador, el agua fría circula con ayuda de una bomba que condensa el vapor húmedo de baja presión.
3. Esta agua condensada es luego suministrada a un calentador de agua de baja presión donde el vapor de baja presión aumenta la temperatura de esta agua de alimentación, luego se calienta de nuevo en un calentador de alta presión donde la alta presión de vapor se utiliza para la calefacción.
4. La turbina de la central térmica actúa como motor principal de la alternador.

Visión general de la Central Térmica

Una típica Central Térmica opera en un ciclo que se muestra a continuación.

El fluido de trabajo es agua y vapor. Esto se llama ciclo de agua y vapor de alimentación. El Ciclo Termodinámico ideal al que el funcionamiento de un La Central Térmica se asemeja mucho a la CICLO DE RANKINE.
En una caldera de vapor, el agua se calienta quemando el combustible en el aire del horno, y la función de la caldera es dar vapor seco sobrecalentado a la temperatura requerida. El vapor así producido se utiliza para impulsar el Turbinas de vapor. Esta turbina está acoplada a generador síncrono (normalmente un alternador síncrono trifásico), que genera energía eléctrica. El vapor de escape de la turbina se deja condensar en agua en condensador de vapor de la turbinaque crea una succión a muy baja presión y permite la expansión del vapor en la turbina a muy baja presión. Las principales ventajas de la operación de condensación son el aumento de la cantidad de energía extraída por kg de vapor y, por tanto, el aumento de la eficiencia, y el condensado que se introduce en la caldera reduce de nuevo la cantidad de agua fresca de alimentación.

El condensado junto con un poco de agua de alimentación de maquillaje fresca se alimenta de nuevo a la caldera mediante una bomba (llamada bomba de alimentación de la caldera). En el condensador, el vapor es condensado por el agua de refrigeración. El agua de refrigeración se recicla a través de la torre de refrigeración. Esto constituye un circuito de agua de refrigeración.
El aire ambiente puede entrar en la caldera después de la filtración del polvo. Además, los gases de combustión salen de la caldera y son expulsados a la atmósfera a través de chimeneas. Estas constituyen el circuito de aire y gases de combustión. El flujo de aire y también la presión estática dentro de la caldera de vapor (llamada tiro) se mantiene por dos ventiladores llamados Tiro forzado (FD) ventilador y Tiro Inducido (ID) fanático.
A continuación se ilustra el esquema total de una central térmica típica junto con diferentes circuitos.

Dentro de la caldera hay varios intercambiadores de calor, a saber. Economizador, Evaporador (no se muestra en la figura anterior, es básicamente los tubos de agua, es decir, el circuito de ascenso del «downcomer»), Súper Calentador (a veces Recalentador, precalentador de aire también están presentes).
En el Economizador, el agua de alimentación se calienta en una cantidad considerable por el calor restante de los gases de combustión.
El tambor de la caldera mantiene un cabezal para la circulación natural de una mezcla de dos fases (vapor + agua) a través de los tubos de agua.
También hay un súper calentador que también toma el calor de los gases de combustión y eleva la temperatura de vapor según el requisito.

Eficiencia de la central o planta de energía térmica

La eficiencia global de una central eléctrica de vapor se define como la relación entre el calor equivalente de la producción eléctrica y el calor de la combustión del carbón. La eficiencia global de una estación de energía térmica o planta varía de 20% a 26% y depende de la capacidad de la planta.

Ubicación de la Central Térmica

Una central térmica o una planta de energía térmica tiene como objetivo final obtener beneficios comerciales. Por lo tanto, para optimizar el beneficio, la ubicación de la estación es un factor muy importante. Planta de generación de energía la ubicación juega un papel optimizador en la economía de la estación.
La ubicación más económica de una central eléctrica puede determinarse mediante el método gráfico que se describe a continuación,
La ubicación más económica e ideal de la planta de energía es el centro de gravedad de la carga porque para tal generación de energía plantar la longitud de la transmisión de energía de la red será mínima, por lo que el costo de capital para el sistema se reduce.
Expliquemos el método gráfico, digamos que X e Y son dos ejes de referencia.
Dejemos que Q1(x1, y1), Q2(x2, y2), Q3(x3, y3), Q4(x4, y4),.y Qn(xn, yn) son n números de centros de carga. Del gráfico anterior obtenemos, las coordenadas del centro de gravedad de la carga, Q(x, y) donde

Obviamente la ubicación de la central térmica es mejor en el centro de gravedad de la carga, pero muchas veces no es posible establecer una central térmica en el CG de la carga. Ya que normalmente el punto de CG de la carga puede estar en el corazón de la ciudad. Así que hay que considerar otros puntos para decidir la mejor ubicación optimizada de la central.

1. El planta de generación de energía eléctrica debe ser construido en un lugar donde el costo de la tierra sea bastante razonable.
2. La tierra debe ser tal que la adquisición de propiedad privada sea mínima.
3. Se requiere una gran cantidad de agua de refrigeración para los condensadores, etc. de planta de generación de energía térmicapor lo tanto, la planta debe estar preferentemente situada al lado de una gran fuente de agua natural, como un gran río.
4. La disponibilidad de una enorme cantidad de combustible a un costo razonable es uno de los principales criterios para elegir la ubicación de la planta.
5. La planta debe establecerse en tierra firme.
6. El suelo debe ser tal que proporcione una buena y firme base para las plantas y los edificios.
7. El planta de energía térmica La ubicación no debe estar muy cerca de la localidad densa ya que hay humo, ruido, vapor de agua, etc.
8. Debe haber un amplio margen de desarrollo de la demanda futura.
9. El lugar para la planta de manejo de cenizas para la central térmica también debería estar disponible muy cerca.
10. La chimenea muy alta de la central no debería obstruir el tráfico de naves aéreas.

Ventajas y desventajas de la Central Térmica

Ventajas:

1. Económico por su bajo costo inicial, aparte de cualquier planta generadora.
2. La tierra requerida es menor que central hidroeléctrica.
3. Como el carbón es el combustible principal y su costo es bastante más barato que la gasolina/diesel, el costo de generación es económico.
4. El mantenimiento es más fácil.
5. La planta de energía térmica puede instalarse en cualquier lugar donde se disponga de transporte y volumen de agua.

Desventajas:

1. El coste de funcionamiento de una central térmica es comparativamente alto debido al combustible, el mantenimiento, etc.
2. Una gran cantidad de humo causa la contaminación del aire. La central térmica es responsable del calentamiento global.
3. El agua calentada que proviene de la central térmica tiene un efecto adverso sobre la vida acuática en el agua y perturba la ecología.
4. La eficiencia global de la planta de energía térmica es baja, como menos del 30%.

Planta de energía térmica