Centrale thermique à vapeur

Définition de la centrale thermique

Une centrale thermique utilise le charbon, l'air et l'eau pour produire de l'électricité en se basant sur le cycle de Rankine.

Une centrale de production d'électricité thermique fonctionne en utilisant le cycle de Rankine. Elle nécessite trois entrées principales pour produire de l'électricité : le charbon, l'air et l'eau.

Le charbon est utilisé comme combustible ici car nous allons tracer le diagramme de flux d'une centrale thermique au charbon. Le charbon crée l'énergie thermique nécessaire par combustion dans le four.

L'air est alimenté dans le four pour accélérer le taux de combustion du charbon et pour maintenir le flux des gaz de fumée à l'intérieur du système de chauffage. L'eau est nécessaire dans une centrale thermique à l'intérieur d'une chaudière pour produire de la vapeur. Cette vapeur entraîne la turbine.

La turbine est connectée à un générateur, qui produit de l'électricité. Il existe trois principaux circuits de flux dans une centrale thermique en fonction des entrées principales.

Circuit du charbon

Le charbon est transporté des fournisseurs vers le dépôt de stockage de charbon de la centrale. Il est ensuite livré aux usines de broyage par convoyeur.

Après avoir éliminé les substances indésirables du charbon, il est pulvérisé en poussière de charbon. La pulvérisation rend le charbon plus efficace pour la combustion. Après la combustion du charbon, les cendres sont collectées dans l'usine de traitement des cendres. Les cendres sont finalement stockées dans le dépôt de cendres.

Circuit d'air

L'air est alimenté dans le four avec des ventilateurs à tirage forcé. Cependant, il n'est pas directement chargé dans le four de la chaudière avant d'être passé à travers un préchauffeur d'air.

Dans le préchauffeur d'air, la chaleur des gaz de fumée d'échappement est transférée à l'air d'entrée avant qu'il n'entre dans le four.

Dans le four, cet air fournit l'oxygène nécessaire pour la combustion. Ensuite, cet air transporte la chaleur générée et les gaz de fumée dus à la combustion à travers les surfaces des tubes de la chaudière.

Ici, une partie significative de la chaleur est transférée à la chaudière. Les gaz de fumée passent ensuite à travers le superchauffeur où la vapeur provenant de la chaudière est chauffée jusqu'à des températures supérieures.

Les gaz de fumée arrivent ensuite à l'économiseur où une partie de la chaleur restante des gaz de fumée est utilisée pour augmenter la température de l'eau avant qu'elle n'entre dans la chaudière.

Les gaz de fumée passent ensuite à travers le préchauffeur d'air où une partie de la chaleur restante est transférée à l'air d'entrée avant qu'il n'entre dans le four de la chaudière.

Après être passés à travers le préchauffeur d'air, les gaz vont finalement à la cheminée par des ventilateurs à tirage induit.

Normalement, dans les centrales thermiques, le tirage forcé est utilisé à l'entrée de l'air de l'atmosphère, et le tirage induit est utilisé à la sortie des gaz de fumée du système par la cheminée.

Circuit eau-vapeur

Le circuit eau-vapeur d'une centrale de production d'électricité thermique est un circuit semi-fermé. Ici, relativement peu d'eau est nécessaire pour alimenter la chaudière à partir de sources externes, car la même eau est réutilisée en condensant la vapeur après son travail mécanique de rotation de la turbine.

L'eau est d'abord prélevée dans une rivière ou une autre source naturelle appropriée.

Cette eau est ensuite traitée dans une station de traitement d'eau pour éliminer les particules et substances indésirables. Cette eau est ensuite alimentée dans la chaudière par un économiseur.

Dans la chaudière, l'eau est convertie en vapeur. Cette vapeur va ensuite au superchauffeur, où elle est chauffée jusqu'à la température de surchauffe. La vapeur surchauffée va ensuite à la turbine par une série de buses.

À la sortie de ces buses, la vapeur haute pression et haute température s'expande soudainement et acquiert ainsi de l'énergie cinétique. Grâce à cette énergie cinétique, la vapeur fait tourner la turbine.

La turbine est couplée à un générateur qui produit de l'électricité alternative pour le réseau.

La vapeur soudainement expansée s'évacue de la turbine vers le condenseur. Dans le condenseur, la vapeur est reconvertie en eau grâce à un système de refroidissement circulant associé à des tours de refroidissement.

Cette eau condensée est ensuite renvoyée à la chaudière par l'économiseur. L'alimentation en eau provenant d'une source externe est limitée ici en raison de l'utilisation de la vapeur condensée dans le système de la chaudière de la centrale thermique.

Diagramme de flux du processus de la centrale thermique

Le diagramme de flux d'une centrale thermique à vapeur montre comment le charbon, l'air et l'eau sont traités pour produire de l'électricité.