Menu

Combustibles fòssils.
Extracció de petroli

Centrals tèrmiques de convencionals (cicle de vapor)

Centrals tèrmiques de convencionals (cicle de vapor)

Les centrals tèrmiques de convencionals són plantes que produeixen electricitat a partir d'una font de calor. Per generar energia elèctrica, obtenen energia tèrmica de combustible (freqüentment carbó, petroli o gas natural) per produir vapor d'aigua. Posteriorment, una turbina de vapor connectada a un generador, transforma el vapor en energia elèctrica.

Les centrals elèctriques de de vapor es poden dividir en diverses seccions:

  • Línia d'alimentació.
  • Producció de vapor.
  • Turbina de vapor.
  • Condensador.

Malgrat que la definició de central tèrmica és força restrictiva, es poden observar diferents tipus de cicles termodinàmics que satisfan aquests requisits. Els cicles més estesos són els cicles de Rankine i els cicles de Hirn.

Les centrals tèrmiques de vapor més habituals són les centrals nuclears, les centrals tèrmiques de carbó, les centrals solars tèrmiques i les centrals tèrmiques de cicle combinat. 

Les centrals de cicle combinat estan basades en dues màquines tèrmiques diferents amb cicles separats. D'una banda, funciona com una central tèrmica de vapor convencional i, de l'altra, mitjançant una turbina de gas natural.

Línia d'alimentació d'una central tèrmica de vapor

Abans d'entrar a la caldera, l'aigua passa per una fase de pre-escalfament i compressió. A l'entrar a la caldera hi ha diversos intercanviadors de calor en què el vapor que surt de la turbina preescalfa el fluid de treball.

Això permet ingressar a l'generador de vapor a temperatures més altes, el que resulta en una major eficiència de la planta.

Com es genera el vapor en una central tèrmica?

En el generador de vapor d'una central tèrmica, l'aigua a pressió constant es porta a punt d'ebullició a causa de la pressió ia la temperatura, l'aigua es converteix en vapor.

Això s'aconsegueix per mitjà d'un intercanviador de calor dissenyat apropiadament dividit en diferents parts. Aquests poden intercanviar-se amb un líquid o amb gasos calents produïts per la combustió.

En els sistemes supercrítics, el líquid de treball ja no experimenta una transició de fase real. En aquests sistemes la pressió està per sobre del punt crític.

Expansió de vapor a turbina de la central

El vapor que surt del generador de vapor s'envia a una màquina de vapor. Està màquina normalment és una turbina de vapor o una màquina alternativa.

La primera part de l'expansió sovint es du a terme a través d'una etapa d'acció inicial.

Posteriorment només segueixen les etapes de reacció causa de la seva major eficiència. Per centrals tèrmiques grans en un cert punt d'expansió, el vapor s'envia de tornada al generador de vapor per a un reescalfament. D'aquesta manera s'augmenta el treball de la turbina i a el mateix temps redueix la presència de condensat en la descàrrega de la mateixa.

El vapor continua la seva expansió a la turbina, expandint-se i refredant-se.

Una vegada que acaba l'expansió, el vapor surt de la turbina i s'envia al condensador, per a fluids simples, oa un temperador seguit del condensador, per a fluids amb una campana de saturació retrògrada.

El vapor expandit que surt, encara té una temperatura elevada i s'envia a un intercanviador de calor amb la caldera per començar a escalfar el fluid del següent cicle.

Quina és la funció del condensador?

El condensador d'una central tèrmica és el component en el qual té lloc la condensació del fluid de treball per convertir-lo en aigua.

El condensador treballa a molt baixes pressions en cicles d'aigua, mentre que pot ser a pressions més altes, fins i tot més altes que les pressions atmosfèriques, per a cicles alimentats amb altres fluids de treball.

Com es transforma l'energia en electricitat?

L'expansió del vapor a la turbina permet la transferència d'energia mecànica a les pales de rotor. D'altra banda, el rotor està connectat a un alternador que absorbeix l'energia. L'alternador és un generador síncron trifàsic connectat directament a el sistema elèctric principal de la planta d'energia i indirectament a la xarxa de transmissió elèctrica.

La conversió d'energia mecànica en energia elèctrica es realitza a través de fenòmens de conversió electromagnètic mecànica de l'energia present dins l'alternador.

Quin és l'impacte ambiental d'una central de vapor?

Els impactes mediambientals de les plantes de vapor és diferent depenent de la forma en què s'obté el vapor:

Autor:

Data de publicació: 17 de setembre de 2021
Última revisió: 18 de setembre de 2021