CENTRALES TÉRMICAS

DEFINICION Y OBJETIVOS

Una central térmica es una instalación que produce energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel-oil o gas en una caldera. El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustión.

En una central térmica la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador y por tanto para obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera. El vapor generado tiene una gran presión, y se hace llegar a las turbinas para que su expansión sea capaz de mover los árabes de las mismas.

Las denominadas termoeléctricas clásicas son de: carbón, de fuel o gas natural. En estas centrales la energía de la combustión del carbón, fuel o gas natural se utiliza para hacer la tran7*sformación del agua en vapor. Una central térmica clásica se compone de una caldera y de un/ turbina que mueve al generador eléctrico. La caldera es el elemento fundamental y en ella se produce la combustión del carbón, fuel o gas.

El funcionamiento convencional de una central térmica es el siguiente:El vapor de agua se bombea a alta presión a través de la caldera, a fin de obtener el mayor rendimiento posible. Gracias a esta presión en los tubos de la caldera, el vapor de agua puede llegar a alcanzar temperaturas de hasta 600 ºC (vapor recalentado).Este vapor entra a gran presión en la turbina a través de un sistema de tuberías.

La turbina consta de tres cuerpos; de alta, media y baja presión respectivamente. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente.*

Así pues, el vapor de agua a presión hace girar la turbina, generando energía mecánica. Hemos conseguido transformar la energía térmica en energía mecánica de rotación.

Ventajas e inconvenientes:

Estas centrales tienen un gran impacto medio ambiental, contaminan la atmósfera a causa de sus grandes emisiones de gases procedentes de la combustión.

A parte de esto estas centrales causan enfermedades respiratorias y producen un alto nivel de ruido. Por sus emisiones de gases ayuda al efecto invernadero, y también impactan negativamente en el ecosistema.
Estas centrales tienen como ventaja su capacidad de rendimiento y también de potencia. La central de mayor potencia probablemente sea a central térmica de lignito de Puentes de García Rodríguez que Posee una potencia de 1400 MW.

FUNCIONAMIENTO

En estas centrales, la energía mecánica necesaria para mover las turbinas que están conectadas al rotor del generador, proviene de la energía térmica contenida en el vapor de agua a presión. El tipo de combustible utilizado para producir el vapor de agua determina el tipo de central térmica: de petróleo, de gas natural o carbón.
Funcionamiento de una central térmica no nuclear:
El vapor de agua producido al calentar el agua se bombea a alta presión para que alcance una temperatura de 600ºC. Acto seguido, a través de un sistema de tuberías, entra en una turbina y hace que gire. Se produce, así energía mecánica, la cual se transforma en energía eléctrica por medio de un generador que está acoplado a la turbina.





CENTRALES IMPLANTADAS EN ESPAÑA

CURIOSIDADES

COMPONENTES DE UNA CENTRAL TERMICA
CARACTERÍSTICAS – FUNCION

TURBOGENERADOR
En él tienen lugar las siguientes conversiones de energía:
Energía calorífica del vapor a energía cinética en las toberas de la turbina.
Energía cinética del vapor a energía mecánica en los álabes, la que se recoge en la flecha de la turbina.
Energía mecánica o energía eléctrica, de la flecha al embobinado del generador.

GENERADOR DE VAPOR

El término de generador de vapor o caldera se aplica normalmente a un dispositivo que genera vapor para producir energía, para procesos o dispositivos de calentamiento. Las calderas se diseñan para transmitir calor de una fuente externa de combustión a un fluido (agua) contenido dentro de ella
La caldera está compuesta por equipos como ventiladores de aire y gases, precalentadores de aire, ductos, chimenea, economizador, domo, hogar, sobrecalentador, recalentador, quemadores, accesorios, instrumentos, etc.

CONDENSADOR

La condensación el vapor de escape de la turbina y drenes se efectúa en el condensador , además de la extracción de algunos gases inconfensables.

TORRE DE ENFRIAMIENTO

Las torres de enfriamiento son dispositivos de enfriamiento artificial de agua. Se clasifican como cambiadores de calor entre un volumen en circuito cerrado de agua y aire atmosférico.
Básicamente las torres de enfriamiento son cambiadores de calor de mezcla, efectuando la transmisión de calor por cambio de sustancia y convección entre los medios. El agua cede calor al aire sobre todo por evaporación, lo hace también por convección, pero en forma secundaria.

BOMBAS

De acuerdo con el mecanismo que mueve el flujo, las bombas se clasifican en:
centrífugas
rotatorias
alternativas

CAMBIADOR DE CALOR

Después de la resistencia de los materiales, los problemas que involucran flujo de calor son los más importantes en la ingeniería.
el calor se transfiere mediante aparatos llamados cambiadores de calor; los principales de éstos equipos, son los siguientes:
calentadores de agua de alimentación
calentadores de combustible
generador de vapor / vapor
evaporadores
enfriadores de agua
enfriadores de aceite
enfriadores de hidrógeno
condensador
generador de vapor

TANQUES
Los códigos o normas sobre diseño de recipientes o tanques tienen como objeto principal que la fabricación se haga con la seguridad requerida a una economía razonable. Todos los tanques estarán provistos con los aditamentos necesarios para cumplir con su funcionamiento y los reglamentos de seguridad;
Usos de los tanques
Almacenamiento de condensado
Servicio diario de aceite combustible
Almacenamiento de aceite combustible
Almacenamiento de agua desmineralizada o evaporada
Almacenamiento de agua cruda
Servicio de aceite ligero
Tanque para columna de agua de enfriamiento
Tanque de mezcla de sustancias químicas
Drenes limpios fríos
Tanque de purgas (blow off tank)

COMPRESORES DE AIRE
El aire comprimido se utiliza en las plantas termoeléctricas para instrumentos, control, servicio, sopladores de la caldera y subestación eléctrica.

TRATAMIENTO Y MONITOREO DE AGUA
La alimentación de agua a la caldera constituye, desde el punto de vista químico, uno de los principales problemas de operación: influencia en la confiabilidad decisiva.
En las plantas termoeléctricas, la alimentación a la caldera es principalmente de condensado de la turbina (alrededor de 95 a 99%); las pérdidas por purgas, fugas de vapor y condensado, atomización de combustible, etc., deben compensarse con agua de repuesto cuyo volumen varía de 1 a 5%.
El agua de repuesto proviene de fuentes naturales de superficie o pozos profundos; en ninguno de los dos casos se encuentra en estado puro.

TUBERÍAS Y AISLAMIENTO

La aplicación de tuberías en plantas termoeléctricas y nucleares, refinerías y plantas químicas, etc., se basa normalmente en idénticas ( o muy similares) consideraciones de diseño. En su construcción se usan materiales de las mismas propiedades físicas y mecánicas, composición química y estructura metalúrgica; los procesos de fabricación como doblado, formado, soldado y tratamiento térmico involucran procedimientos idénticos que no dependen de la aplicación, sino de la calidad final deseada.