Centrale termoelettrica a vapore

Definizione di centrale termoelettrica

Una centrale termoelettrica utilizza carbone, aria e acqua per generare elettricità basandosi sul ciclo Rankine.

Una centrale termoelettrica funziona utilizzando il ciclo Rankine. Ha bisogno di tre input principali per produrre elettricità: carbone, aria e acqua.

Il carbone viene utilizzato come combustibile perché stiamo tracciando il diagramma di flusso di una centrale termoelettrica a carbone. Il carbone crea l'energia termica necessaria attraverso la combustione nel forno.

L'aria viene fornita al forno per accelerare la velocità di combustione del carbone e per far continuare il flusso dei gas di scarico all'interno del sistema di riscaldamento. L'acqua è necessaria in una centrale termoelettrica all'interno di un caldaia per produrre vapore. Questo vapore aziona la turbina.

La turbina è collegata a un generatore, che produce energia elettrica. Esistono tre circuiti di flusso principali in una centrale termoelettrica basati sugli input primari.

Circuito del carbone

Il carbone viene trasportato dai fornitori al deposito di carbone della centrale. Viene quindi consegnato ai impianti di polverizzazione tramite un nastro trasportatore.

Dopo aver rimosso le sostanze indesiderate dal carbone, esso viene polverizzato in polvere di carbone. La polverizzazione rende il carbone più efficiente per la combustione. Dopo la combustione del carbone, la cenere viene raccolta nell'impianto di gestione della cenere. Infine, la cenere viene raccolta nel deposito di cenere.

Circuito dell'aria

L'aria viene fornita al forno con ventilatori a soffiaggio forzato. Tuttavia, non viene caricata direttamente nel forno prima di essere passata attraverso un preriscaldatore d'aria.

Nel preriscaldatore d'aria, il calore dei gas di scarico viene trasferito all'aria d'ingresso prima che entri nel forno.

Nel forno, questa aria fornisce l'ossigeno necessario per la combustione. Quindi, questa aria trasporta il calore generato e i gas di scarico dovuti alla combustione attraverso le superfici tubolari della caldaia.

Qui, una parte significativa del calore viene trasferita alla caldaia. I gas di scarico poi passano attraverso il sovraffiatore dove il vapore proveniente dalla caldaia viene ulteriormente riscaldato fino a temperature elevate.

Successivamente, i gas di scarico arrivano all'economizzatore dove parte del calore residuo dei gas di scarico viene utilizzato per aumentare la temperatura dell'acqua prima che entri nella caldaia.

I gas di scarico poi passano attraverso il preriscaldatore d'aria dove una parte del calore residuo viene trasferita all'aria d'ingresso prima che entri nel forno.

Dopo essere passati attraverso il preriscaldatore d'aria, i gas vengono infine espulsi dal camino tramite ventilatori a tiraggio indotto.

Normalmente, nelle centrali termoelettriche, si utilizza il soffiaggio forzato all'ingresso dell'aria dall'atmosfera, mentre il tiraggio indotto viene utilizzato all'uscita dei gas di scarico dal sistema attraverso il camino.

Circuito acqua-vapore

Il circuito acqua-vapore di una centrale termoelettrica è un circuito semi-chiuso. Qui, non è necessaria molta acqua da sorgenti esterne per alimentare la caldaia, poiché la stessa acqua viene riutilizzata ripetutamente condensando il vapore dopo il suo lavoro meccanico di far ruotare la turbina.

L'acqua viene inizialmente prelevata da un fiume o da un'altra sorgente naturale adatta.

Questa acqua viene poi portata all'impianto di trattamento dell'acqua per rimuovere le particelle e le sostanze indesiderate. Questa acqua viene poi alimentata alla caldaia attraverso un economizzatore.

Nella caldaia, l'acqua viene convertita in vapore. Questo vapore poi va al sovraffiatore, dove viene riscaldato fino alla temperatura di sovraffiamatura. Il vapore sovraffiamato poi va alla turbina attraverso una serie di ugelli.

All'uscita di questi ugelli, il vapore ad alta pressione e alta temperatura si espande improvvisamente e acquisisce energia cinetica. A causa di questa energia cinetica, il vapore fa ruotare la turbina.

La turbina è accoppiata a un generatore e il generatore produce elettricità alternata per la rete.

Il vapore espanso esce dalla turbina verso il condensatore, dove viene condensato nuovamente in acqua con l'aiuto di un sistema di raffreddamento circolante associato a torri di raffreddamento.

Questa acqua condensata viene poi reinserita nella caldaia attraverso l'economizzatore. Il rifornimento di acqua da sorgenti esterne è limitato qui a causa dell'utilizzo del vapore condensato nel sistema di caldaia della centrale termoelettrica.

Diagramma di flusso del processo di una centrale termoelettrica

Il diagramma di flusso di una centrale termoelettrica a vapore mostra come il carbone, l'aria e l'acqua vengono processati per generare elettricità.