Centrale termoelettrica: parti, caratteristiche e funzionamento
Un impianto termoelettrico, noto anche come impianto di generazione termoelettrica, è un sistema costituito per generare energia elettrica rilasciando calore, bruciando combustibili fossili.
Il meccanismo attualmente utilizzato per generare elettricità dai combustibili fossili consiste essenzialmente in tre fasi: combustione della combustione, azionamento della turbina e azionamento del generatore elettrico.
1) Combustione del carburante ==> Trasformazione dell'energia chimica in energia termica.
2) Attivazione delle turbine da parte del generatore elettrico soggetto alla turbina ==> Trasformazione in energia elettrica.
3) Azionamento del generatore elettrico soggetto alla turbina ==> Trasformazione in energia elettrica.
I combustibili fossili sono quelli formatisi milioni di anni fa a causa del degrado dei rifiuti organici nei primi tempi. Alcuni esempi di combustibili fossili sono il petrolio (inclusi i suoi derivati), il carbone e il gas naturale.
Attraverso questo metodo, la stragrande maggioranza delle centrali termoelettriche convenzionali operano in tutto il mondo.
parti
Una centrale termoelettrica ha infrastrutture e caratteristiche molto specifiche, al fine di soddisfare lo scopo di generare elettricità nel modo più efficiente e con il minor impatto ambientale possibile.
Parti di una centrale termoelettrica
Un impianto termoelettrico è costituito da un'infrastruttura complessa che comprende sistemi di stoccaggio del combustibile, caldaie, meccanismi di raffreddamento, turbine, generatori e sistemi di trasmissione elettrica.
Successivamente, le parti più importanti di una centrale termoelettrica:
1) Serbatoio del combustibile fossile
È un serbatoio di carburante condizionato in base alle misure di sicurezza, salute e ambiente corrispondenti alla legislazione di ciascun paese. Questo deposito non deve comportare rischi per i lavoratori dell'impianto.
2) Caldera
La caldaia è il meccanismo di generazione di calore, trasformando l'energia chimica rilasciata durante la combustione del combustibile, in energia termica.
In questa parte viene eseguito il processo di combustione del combustibile, e per questo la caldaia deve essere costruita con materiali resistenti alle alte temperature e alle pressioni.
3) Generatore di vapore
La caldaia è coperta da tubi di circolazione dell'acqua attorno ad esso, questo è il sistema di generazione di vapore.
L'acqua che scorre attraverso questo sistema viene riscaldata a causa del trasferimento di calore dalla combustione del carburante ed evapora rapidamente. Il vapore generato viene surriscaldato e rilasciato ad alta pressione.
4) Turbina
L'uscita del processo precedente, cioè il vapore acqueo generato dalla combustione del carburante, aziona un sistema a turbina che trasforma l'energia cinetica del vapore in un movimento rotatorio.
Il sistema può essere costituito da più turbine, ognuna con un design e una funzione specifici, a seconda del livello di pressione del vapore che ricevono.
5) Generatore elettrico
La batteria della turbina è collegata a un generatore elettrico, attraverso un asse comune. Attraverso il principio dell'induzione elettromagnetica, il movimento dell'albero provoca il movimento del rotore del generatore.
Questo movimento, a sua volta, induce una tensione elettrica nello statore del generatore, con cui l'energia meccanica proveniente dalle turbine viene trasformata in energia elettrica.
6) Condensatore
Al fine di garantire l'efficienza del processo, il vapore acqueo che aziona le turbine viene raffreddato e distribuito a seconda che possa essere riutilizzato o meno.
Il condensatore raffredda il vapore per mezzo di un circuito di acqua fredda, che può benissimo provenire da un corpo di acqua vicina, o essere riutilizzato da alcune delle fasi intrinseche del processo di generazione termoelettrico.
7) Torre di raffreddamento
Il vapore viene trasferito su una torre di raffreddamento per scaricare il vapore verso l'esterno, attraverso il passaggio attraverso una rete metallica molto sottile.
Da questo processo si ottengono due uscite: una di queste è il vapore che entra direttamente nell'atmosfera e, quindi, viene scartato dal sistema. L'altra uscita è il vapore acqueo freddo che ritorna al generatore di vapore per essere riutilizzato all'inizio del ciclo.
In ogni caso, la perdita di vapore acqueo che viene espulsa nell'ambiente deve essere sostituita inserendo acqua fresca nel sistema.
8) Sottostazione
L'energia elettrica generata deve essere trasmessa al sistema interconnesso. Per fare ciò, l'energia elettrica viene trasportata dall'uscita del generatore a una sottostazione.
Lì, i livelli di tensione (tensione) vengono aumentati al fine di ridurre le perdite di energia dovute alla circolazione di correnti elevate nei conduttori, in pratica, surriscaldandoli.
Dalla sottostazione, l'energia viene trasportata alle linee di trasmissione, dove viene incorporata nell'impianto elettrico per il consumo.
9) Camino
Nel camino i gas e altri scarti della combustione di carburante vengono espulsi all'esterno. Tuttavia, prima che i fumi risultanti da questo processo siano purificati.
lineamenti
Le caratteristiche più eccezionali delle centrali termoelettriche sono le seguenti:
- È il meccanismo di generazione più economico esistente, data la semplicità dell'assemblaggio dell'infrastruttura rispetto ad altri tipi di impianti di generazione di energia.
- Sono considerate energie non pulite, data l'emissione di anidride carbonica e altri inquinanti nell'atmosfera.
Questi agenti influenzano direttamente l'emissione di piogge acide e aumentano l'effetto serra che si lamenta dell'atmosfera terrestre.
- Le emissioni di vapore e il resto termico possono influire direttamente sul microclima dell'area in cui si trovano.
- Lo smaltimento di acqua calda dopo la condensazione può influenzare negativamente lo stato dei corpi idrici adiacenti alla centrale termoelettrica.
Come funzionano?
Il ciclo di generazione termoelettrico inizia nella caldaia, dove viene bruciato il combustibile e viene attivato il generatore di vapore.
Quindi, il vapore surriscaldato e pressurizzato aziona le turbine, che sono collegate da un asse a un generatore elettrico.
L'energia elettrica viene trasportata attraverso una sottostazione a un piazzale di trasmissione, collegato alle linee di trasmissione, che consente di soddisfare le esigenze energetiche della città adiacente.
