2. Centrals termoelèctriquesCentrals termoelèctriques
LesLes centrals tèrmiques convencionalscentrals tèrmiques convencionals (o termoelèctriques) generen(o termoelèctriques) generen
energia elèctrica a partir de l'energia tèrmica produïda per laenergia elèctrica a partir de l'energia tèrmica produïda per la
combustió de carbó, fuel o gas natural.combustió de carbó, fuel o gas natural.
El qualificatiu de convencionals és per diferenciar-les d'altresEl qualificatiu de convencionals és per diferenciar-les d'altres
centrals que generen electricitat utilitzant turbines de vapor, peròcentrals que generen electricitat utilitzant turbines de vapor, però
emprant una font energètica diferent, com ara les centrals nuclears iemprant una font energètica diferent, com ara les centrals nuclears i
les centrals solars.les centrals solars.
nera similar: el combustible es crema en una caldera per obtenirnera similar: el combustible es crema en una caldera per obtenir
vapor d'aigua, que acciona una turbina de vapor solidària al rotorvapor d'aigua, que acciona una turbina de vapor solidària al rotor
d'un alternador. La diferència rau en el combustible utilitzat, el seud'un alternador. La diferència rau en el combustible utilitzat, el seu
tractament previ, els tipus de cremadors i el tractament dels gasostractament previ, els tipus de cremadors i el tractament dels gasos
emesos.emesos.
En el diagrama de blocs pots veure les transformacions d'energiaEn el diagrama de blocs pots veure les transformacions d'energia
que hi ha a les centrals tèrmiques convencionals.que hi ha a les centrals tèrmiques convencionals.
3. Componentsd
Componentsd’’unauna
central
central
termoeléctrica
termoeléctrica
Caldera
Caldera
Hi ha molts tipus de calderes.
Hi ha molts tipus de calderes.
Les més utilitzades són les
Les més utilitzades són les
de radiació, anomenades
de radiació, anomenades
així perquè la transmissió
així perquè la transmissió
de la calor és per radiació.
de la calor és per radiació.
Les calderes disposen de
Les calderes disposen de
cremadors adequats al
cremadors adequats al
tipus de combustible que
tipus de combustible que
utilitzen i una cambra de
utilitzen i una cambra de
combustió rodejada
combustió rodejada
d'infinitat de tubs pels
d'infinitat de tubs pels
quals hi circula l'aigua per
quals hi circula l'aigua per
vaporitzar.
vaporitzar.
Les turbines disposen de dues
Les turbines disposen de dues
parts molt importants
parts molt importants
Els reescalfadors Els
Els reescalfadors Els
economitzadors i pre-
economitzadors i pre-
escalfadors.
escalfadors.
Turbines
Turbines
Són les màquines motrius
Són les màquines motrius
que transformen l'energia
que transformen l'energia
cinètica del vapor d'aigua
cinètica del vapor d'aigua
en energia cinètica
en energia cinètica
rotatòria en el rodet. Per
rotatòria en el rodet. Per
obtenir el màxim
obtenir el màxim
rendiment de la
rendiment de la
transformació estan
transformació estan
formades per tres parts:
formades per tres parts:
alta, mitja i baixa pressió.
alta, mitja i baixa pressió.
El vapor a alta
El vapor a alta
temperatura i pressió
temperatura i pressió
procedent del
procedent del
reescalfador s'introdueix a
reescalfador s'introdueix a
la turbina en el cos d'alta
la turbina en el cos d'alta
pressió formada per
pressió formada per
centenars d'àleps petits. A
centenars d'àleps petits. A
mesura que el vapor
mesura que el vapor
ss’’expandeix i perd
expandeix i perd
pressió, va cap a la zona
pressió, va cap a la zona
d'àleps més grans. Així, en
d'àleps més grans. Així, en
la part de mitja pressió els
la part de mitja pressió els
àleps són més grans que
àleps són més grans que
en la d'alta i en la baixa
en la d'alta i en la baixa
encara en són més
encara en són més
4. Componentsd
Componentsd’’unauna
central
central
termoeléctrica
termoeléctrica
Condensador
Condensador
Per augmentar el
Per augmentar el
rendiment
rendiment
termodinàmic de la
termodinàmic de la
transformació, l'aigua
transformació, l'aigua
per vaporitzar ha
per vaporitzar ha
d'entrar a la caldera
d'entrar a la caldera
en estat líquid. En el
en estat líquid. En el
condensador, el
condensador, el
vapor procedent de
vapor procedent de
les turbines es
les turbines es
condensa abans de
condensa abans de
tornar a entrar a la
tornar a entrar a la
caldera per tal de
caldera per tal de
repetir el cicle
repetir el cicle..
Torre de
Torre de
refrigeració
refrigeració
Serveix per refredar
Serveix per refredar
l'aigua del
l'aigua del
condensador. Els
condensador. Els
circuits de
circuits de
refrigeració poden
refrigeració poden
ser oberts o tancats,
ser oberts o tancats,
en funció de les
en funció de les
disponibilitats de
disponibilitats de
l'aigua. En els circuits
l'aigua. En els circuits
tancats és
tancats és
imprescindible
imprescindible
refredar l'aigua per
refredar l'aigua per
tornar-la a utilitzar.
tornar-la a utilitzar.
En els circuits oberts,
En els circuits oberts,
que utilitzen aigua
que utilitzen aigua
del riu, és necessari,
del riu, és necessari,
per no afectar la
per no afectar la
fauna, que es retorni
fauna, que es retorni
al riu amb la
al riu amb la
temperatura més
temperatura més
semblant possible a
semblant possible a
la de l'aigua del riu
la de l'aigua del riu..
5. Componentsd
Componentsd’’unauna
central
central
termoeléctrica
termoeléctrica
Xemeneia
Xemeneia
Té la funció de
Té la funció de
crear una
crear una
depressió dins la
depressió dins la
caldera perquè
caldera perquè
circulin els gasos
circulin els gasos
despresos a la
despresos a la
combustió i poder-
combustió i poder-
los evacuar a
los evacuar a
l'atmosfera. Poden
l'atmosfera. Poden
ser xemeneies de
ser xemeneies de
tir natural en què
tir natural en què
la circulació dels
la circulació dels
gasos és
gasos és
provocada per la
provocada per la
geometria de la
geometria de la
mateixa xemeneia,
mateixa xemeneia,
o de tir forçat quan
o de tir forçat quan
la circulació és
la circulació és
ada per mitjà
dada per mitjà
Equip elèctric
Equip elèctric
principal
principal
Està format per
Està format per
l'alternador, els
l'alternador, els
transformadors i el
transformadors i el
parc de distribució.
parc de distribució.
Sala de tractament de
Sala de tractament de
l'aigua d'alimentació
l'aigua d'alimentació
L'aigua utilitzada a la
L'aigua utilitzada a la
caldera és quasi
caldera és quasi
sempre aigua natural
sempre aigua natural
que conté diferents
que conté diferents
sals minerals i gasos
sals minerals i gasos
dissolts. Aquestes sals
dissolts. Aquestes sals
es precipiten formant
es precipiten formant
fang i incrustacions en
fang i incrustacions en
els tubs. El bon
els tubs. El bon
funcionament de la
funcionament de la
caldera depèn en gran
caldera depèn en gran
part de la qualitat de
part de la qualitat de
l'aigua; per tant, les
l'aigua; per tant, les
centrals van equipades
centrals van equipades
amb instal lacions de
·
amb instal lacions de
·
tractament de les
tractament de les
aigües.
aigües.
7. Funcionamentd
Funcionamentd’’unauna
central
centraltermoeléctrica
termoeléctrica
Funcionament d'una central
Funcionament d'una central
termoelèctrica
termoelèctrica
Aunque pueden usarse combustibles diversos (carbón,
Aunque pueden usarse combustibles diversos (carbón,
petróleo, gas...), la producción de energía sigue en todos
petróleo, gas...), la producción de energía sigue en todos
los casos el esquema siguiente:
los casos el esquema siguiente:
1. El calor generado al quemar el combustible (carbón,
1. El calor generado al quemar el combustible (carbón,
petróleo) se emplea para calentar agua en una
petróleo) se emplea para calentar agua en una caldera
caldera,,
que se transforma en vapor.
que se transforma en vapor.
2. Este vapor de agua se dirige hacia unas
2. Este vapor de agua se dirige hacia unas turbinas
turbinas y lasy las
hace girar, debido a su empuje.
hace girar, debido a su empuje.
3. Un3. Un generador
generador, el aparato capaz de producir
, el aparato capaz de producir
electricidad, está acoplado a las turbinas, de manera que
electricidad, está acoplado a las turbinas, de manera que
a medida que estas giran, se produce la energía eléctrica.
a medida que estas giran, se produce la energía eléctrica.
4. El generador está conectado a un
4. El generador está conectado a un transformador
transformador queque
convierte la corriente eléctrica para que se distribuya por
convierte la corriente eléctrica para que se distribuya por
loslos tendidos eléctricos
tendidos eléctricos..
Además, como puede verse en el esquema inferior, existe
Además, como puede verse en el esquema inferior, existe
unun sistema de refrigeración
sistema de refrigeración que permite convertir el
que permite convertir el
vapor de agua que ha pasado por las turbinas en agua
vapor de agua que ha pasado por las turbinas en agua
líquida, que vuelve a comenzar el ciclo a partir de la
líquida, que vuelve a comenzar el ciclo a partir de la
energía térmica obtenida de los combustibles.
energía térmica obtenida de los combustibles.
10. En la actualidad se están construyendo numerosas centralesEn la actualidad se están construyendo numerosas centrales
termoeléctricas de las denominadas de ciclo combinado, que son untermoeléctricas de las denominadas de ciclo combinado, que son un
tipo de central que utiliza gas natural, gasóleo o incluso carbóntipo de central que utiliza gas natural, gasóleo o incluso carbón
preparado como combustible para alimentar una turbina de gas.preparado como combustible para alimentar una turbina de gas.
Luego los gases de escape de la turbina de gas todavía tienen unaLuego los gases de escape de la turbina de gas todavía tienen una
elevada temperatura, se utilizan para producir vapor que mueveelevada temperatura, se utilizan para producir vapor que mueve
una segunda turbina, esta vez de vapor. Cada una de estas turbinasuna segunda turbina, esta vez de vapor. Cada una de estas turbinas
está acoplada a su correspondiente alternador para generar laestá acoplada a su correspondiente alternador para generar la
electricidad como en una central termoeléctrica clásica.electricidad como en una central termoeléctrica clásica.
Normalmente durante el proceso de partida de estas centrales, sóloNormalmente durante el proceso de partida de estas centrales, sólo
funciona la turbina de gas, a este modo de operación se le llamafunciona la turbina de gas, a este modo de operación se le llama
ciclo abierto.ciclo abierto. Si bien la mayoría de las centrales de este tipo puedenSi bien la mayoría de las centrales de este tipo pueden
intercambiar el combustible (entre gas y diésel) incluso enintercambiar el combustible (entre gas y diésel) incluso en
funcionamiento.funcionamiento.
Funcionamiento de centrales de cicloFuncionamiento de centrales de ciclo
combinadocombinado
11.
12. Centralesde
Centralesdecogneració
cogneració
LaLa cogeneración
cogeneración es el procedimiento
es el procedimiento
mediante el cual se obtiene simultáneamente
mediante el cual se obtiene simultáneamente
energía eléctrica y energía térmica útil (vapor,
energía eléctrica y energía térmica útil (vapor,
agua caliente sanitaria), Si además se produce
agua caliente sanitaria), Si además se produce
frío (hielo, agua fría, aire frío, por ejemplo) se
frío (hielo, agua fría, aire frío, por ejemplo) se
llama Trigeneración.
llama Trigeneración.
La ventaja de la cogeneración es su mayor
La ventaja de la cogeneración es su mayor
eficiencia energética ya que se aprovecha
eficiencia energética ya que se aprovecha
tanto el calor como la energía mecánica o
tanto el calor como la energía mecánica o
eléctrica de un único proceso, en vez de
eléctrica de un único proceso, en vez de
utilizar una central eléctrica convencional y
utilizar una central eléctrica convencional y
para las necesidades calor una caldera
para las necesidades calor una caldera
convencional.
convencional.
Al generar electricidad mediante una dinamo
Al generar electricidad mediante una dinamo
o alternador, movidos por un motor térmico o
o alternador, movidos por un motor térmico o
una turbina, el aprovechamiento de la energía
una turbina, el aprovechamiento de la energía
química del combustible es del 25% al 40%
química del combustible es del 25% al 40%
solamente, y el resto debe disiparse en forma
solamente, y el resto debe disiparse en forma
de calor. Con la cogeneración se aprovecha
de calor. Con la cogeneración se aprovecha
una parte importante de la energía térmica
una parte importante de la energía térmica
que normalmente se disiparía a la atmósfera o
que normalmente se disiparía a la atmósfera o
a una masa de agua y evita volver a generarla
a una masa de agua y evita volver a generarla
con una caldera. Además evita los posibles
con una caldera. Además evita los posibles
problemas generados por el calor no
problemas generados por el calor no
aprovechado.
aprovechado.
