Ci sono molti modi per produrre energia a seconda del tipo di combustibile che utilizziamo e del luogo o metodo utilizzato per farlo. Le centrali termoelettriche convenzionali sono anche chiamate centrali termoelettriche e utilizzano combustibili fossili per generare elettricità. Molte persone non lo sanno bene cos'è una centrale termica.
Pertanto, dedicheremo questo articolo a dirvi cos'è una centrale termica, quali sono le sue caratteristiche e come genera energia elettrica.
Cos'è una centrale termica
Le centrali termoelettriche convenzionali, dette anche centrali termoelettriche convenzionali, utilizzano combustibili fossili (gas naturale, carbone o olio combustibile) per generare energia elettrica attraverso un ciclo termico a vapore acqueo. Il termine "convenzionale" viene utilizzato per distinguerle da altre centrali termoelettriche, come le centrali a ciclo combinato o nucleari. Le centrali termoelettriche tradizionali sono costituite da più elementi in grado di convertire i combustibili fossili in energia elettrica. I suoi componenti principali sono:
- Caldaia: Spazio che converte l'acqua in vapore attraverso la combustione del carburante. In questo processo, l'energia chimica viene convertita in energia termica.
- bobine: tubo attraverso il quale l'acqua circola e si trasforma in vapore. Tra di loro, lo scambio di calore avviene tra i fumi e l'acqua.
- Turbina a vapore: Macchina che raccoglie il vapore acqueo, grazie ad un complesso sistema di pressione e temperatura, l'asse che lo attraversa si muove. Questo tipo di turbina ha solitamente più corpi, alta pressione, media pressione e bassa pressione per sfruttare al meglio il vapore acqueo.
- generatore: Macchina che raccoglie l'energia meccanica generata attraverso l'albero di una turbina e la converte in energia elettrica tramite induzione elettromagnetica. La centrale trasforma l'energia meccanica dell'albero in corrente alternata trifase. Il generatore è collegato ad alberi che attraversano corpi diversi.
Funzionamento di una centrale termica
In una centrale termica tradizionale, il combustibile viene bruciato in una caldaia per produrre energia termica per riscaldare l'acqua, che viene convertita in vapore ad altissima pressione. Questo vapore poi trasforma una grande turbina, che converte l'energia termica in energia meccanica, che Viene quindi convertito in energia elettrica in un alternatore. L'energia elettrica passa attraverso un trasformatore che ne aumenta la tensione e ne permette la trasmissione, riducendo così le perdite per effetto Joule. Il vapore che esce dalla turbina viene inviato al condensatore, dove viene convertito in acqua e riportato in caldaia per avviare un nuovo ciclo di produzione del vapore.
Indipendentemente dal carburante utilizzato, il funzionamento di una centrale termica tradizionale è lo stesso the. Tuttavia, esistono differenze tra il pretrattamento del combustibile e il design del bruciatore della caldaia.
Pertanto, se la centrale funziona a carbone, il combustibile deve essere preventivamente frantumato. Nell'impianto a olio il combustibile viene riscaldato, mentre nell'impianto a gas naturale il combustibile arriva direttamente attraverso la conduttura, quindi non c'è bisogno di pre-stoccaggio. Nel caso di un dispositivo di miscelazione, a ciascun combustibile viene applicato un trattamento corrispondente.
Impatto ambientale
Le centrali termiche tradizionali influenzano l'ambiente principalmente in due modi: lo scarico dei rifiuti nell'atmosfera e attraverso il trasferimento di calore. Nel primo caso, la combustione di combustibili fossili produrrà particelle che alla fine entrano nell'atmosfera, che possono danneggiare l'ambiente terrestre. Per questo motivo questi tipi di piante hanno camini alti che possono disperdere queste particelle e ridurre localmente il loro impatto negativo sull'aria. Inoltre, le centrali termiche tradizionali hanno anche filtri antiparticolato, che possono intrappolarne la maggior parte e impedire loro di funzionare all'esterno.
Nel caso del trasferimento di calore, le centrali elettriche a ciclo aperto possono causare il riscaldamento di fiumi e oceani. Fortunatamente, questo effetto può essere risolto utilizzando un sistema di refrigerazione per raffreddare l'acqua ad una temperatura adatta all'ambiente.
Le centrali termiche producono una varietà di inquinanti fisici e chimici molto pericolosi, che hanno un impatto negativo sulla salute umana. Gli effetti negativi sul corpo umano si manifestano a breve, medio e lungo termine, potenziando e scatenando gli effetti degli inquinanti preesistenti. L'impatto negativo sulla salute umana può includere un'ampia gamma di malattie, da condizioni lievi a gravi e potenzialmente letali. Questi i principali inquinanti:
- Contaminanti fisici: Gli inquinanti acustici causati dal rumore generato dalle operazioni possono causare alterazioni nel corpo umano, secondarie all'interruzione del ritmo biologico sonno-veglia. Gli inquinanti elettromagnetici, cioè le radiazioni elettromagnetiche generate dall'ottenimento e dalla distribuzione di elettricità, producono principalmente cambiamenti nei sistemi nervoso e cardiovascolare.
- Contaminanti chimici: CO2, CO, SO2, particelle, ozono troposferico, aumentano il numero di malattie respiratorie e cardiovascolari e riducono le nostre capacità di difesa immunitaria, sostanze chimiche pericolose (da arsenico, cadmio, cromo, cobalto, piombo, manganese, mercurio, nichel, fosforo, benzene , formaldeide, naftalene, toluene e pirene.Anche se presenti in tracce, sono sostanze molto pericolose perché possono causare gravi malattie acute e croniche nelle persone esposte (disturbi riproduttivi e aumento del rischio di cancro) e sostanze radioattive
Centrale elettrica a vapore
Le centrali a vapore sono caratterizzate dall'utilizzo di acqua o altro liquido, che si trova in due diverse fasi del ciclo di lavoro, generalmente sotto forma di vapore e liquido. Negli ultimi anni è diventata popolare anche la tecnologia supercritica, che non porta al cosiddetto sfasamento, che era la caratteristica di queste installazioni in passato.
Queste centrali termiche possono essere suddivise in più parti: linee elettriche, generatori di vapore, turbine a vapore e condensatori. Sebbene la definizione di centrale termica sia molto rigorosa, si possono osservare diversi tipi di cicli termici che soddisfano questi requisitis, specialmente i più comuni sono il ciclo Rankine e il ciclo Hirn.
Prima di entrare in caldaia, l'acqua di alimentazione subisce una fase di preriscaldamento e compressione. Infatti, entrando in caldaia, sono presenti più accumulatori di calore, cioè scambiatori di calore, in cui il vapore espanso preriscalda parzialmente o completamente il fluido di lavoro. Ciò consente a temperature più elevate di entrare nel generatore di vapore, aumentando così l'efficienza dell'impianto.
Spero che con queste informazioni possiate conoscere meglio cos'è una centrale termica e le sue caratteristiche.