Usina Termelétrica a Vapor

Definição de Usina Térmica

Uma usina termelétrica utiliza carvão, ar e água para gerar eletricidade com base no Ciclo de Rankine.

Uma usina geradora de energia térmica funciona utilizando o Ciclo de Rankine. Ela precisa de três entradas principais para produzir eletricidade: carvão, ar e água.

O carvão é usado como combustível aqui porque vamos desenhar o diagrama de fluxo de uma usina termelétrica a carvão. O carvão gera a energia térmica necessária por meio da combustão na fornalha.

O ar é fornecido à fornalha para acelerar a taxa de combustão do carvão e manter o fluxo de gases de exaustão dentro do sistema de aquecimento. A água é necessária em uma usina termelétrica dentro de uma caldeira para produzir vapor. Este vapor impulsiona a turbina.

A turbina está conectada a um gerador, que produz energia elétrica. Existem três circuitos de fluxo principais em uma usina termelétrica com base nas entradas primárias.

Circuito de Carvão

O carvão é transportado dos fornecedores para o pátio de armazenamento de carvão da usina. Em seguida, é entregue às plantas de pulverização usando um transportador.

Depois de remover as substâncias indesejadas do carvão, ele é pulverizado em pó de carvão. A pulverização torna o carvão mais eficiente para a queima. Após a combustão do carvão, a cinza é coletada na planta de tratamento de cinzas. Então, a cinza é finalmente coletada no pátio de armazenamento de cinzas.

Circuito de Ar

O ar é fornecido à fornalha com ventiladores de forçamento. Mas não é carregado diretamente para a fornalha da caldeira antes de ser passado por um pré-aquecedor de ar.

No pré-aquecedor de ar, o calor dos gases de exaustão é transferido para o ar de entrada antes de entrar na fornalha.

Na fornalha, este ar fornece o oxigênio necessário para a combustão. Em seguida, este ar transporta o calor gerado e os gases de exaustão devido à combustão através das superfícies dos tubos da caldeira.

Aqui, uma parte significativa do calor é transferida para a caldeira. Os gases de exaustão então passam pelo superaquecedor, onde o vapor vindo da caldeira é aquecido ainda mais até as temperaturas de ponta.

Em seguida, os gases de exaustão chegam ao economizador, onde algumas das partes restantes do calor dos gases de exaustão são utilizadas para aumentar a temperatura da água antes de ela entrar na caldeira.

Os gases de exaustão então passam pelo pré-aquecedor de ar, onde uma parte do calor restante é transferida para o ar de entrada antes de entrar na fornalha da caldeira.

Após passar pelo pré-aquecedor de ar, os gases finalmente vão para a chaminé por meio de ventiladores de sucção induzida.

Normalmente, em usinas termelétricas, o forçamento de ar é utilizado na entrada de ar da atmosfera, e a sucção induzida é utilizada na saída dos gases de exaustão do sistema através da chaminé.

Circuito Água-Vapor

O circuito água-vapor de uma usina geradora de energia térmica é um circuito semi-fechado. Aqui, relativamente pouca água é necessária para fornecer à caldeira de fontes externas, pois a mesma água é reutilizada repetidamente condensando o vapor após seu trabalho mecânico de rotação da turbina.

A água é primeiramente obtida de um rio ou outra fonte natural adequada.

Esta água então é levada para a planta de tratamento de água para remover partículas e substâncias indesejadas. Esta água é então alimentada à caldeira através de um economizador.

Na caldeira, a água é convertida em vapor. Este vapor então vai para o superaquecedor, onde o vapor é aquecido até a temperatura de superaquecimento. O vapor superaquecido então vai para a turbina através de uma série de bocais.

Na saída desses bocais, o vapor de alta pressão e alta temperatura se expande repentinamente e, portanto, ganha energia cinética. Devido a esta energia cinética, o vapor faz girar a turbina.

A turbina está acoplada a um gerador e o gerador produz eletricidade alternada para a rede.

O vapor expandido repentinamente esgota-se da turbina para o condensador. Lá, o vapor é condensado de volta para a água com a ajuda de um sistema de resfriamento de circulação de água associado a torres de resfriamento.

Esta água condensada é então alimentada de volta à caldeira através do economizador. O fornecimento de água de uma fonte externa é limitado aqui devido ao uso de vapor condensado no sistema de caldeira da usina geradora de energia térmica.

Diagrama de Fluxo do Processo de Usina Termelétrica

O diagrama de fluxo de uma usina termelétrica a vapor mostra como o carvão, o ar e a água são processados para gerar eletricidade.