¿Cómo funciona una central de energía termoeléctrica?

Summary

Las centrales de energía termoeléctrica modernas generan electricidad a partir de la combustión de carbón, utilizando vapor de alta presión para mover turbinas y generar electricidad. A través de un ciclo cerrado de compresión, calentamiento y condensación del vapor, se mejora la eficiencia del proceso. Técnicas como el sobrecalentamiento y recalentamiento del vapor, junto con sistemas avanzados de control ambiental, permiten alcanzar una eficiencia del 40 al 45%. Además, se emplean tecnologías como precipitadores electrostáticos y torres de refrigeración para reducir el impacto ambiental, asegurando que las plantas cumplan con estrictas normas ecológicas.

Takeaways

• 😀 Las centrales termoeléctricas producen casi la mitad de la demanda mundial de energía utilizando el agua como fluido de trabajo.
• 😀 La generación de electricidad comienza con la conversión de vapor a alta presión y temperatura que impulsa una turbina de vapor.
• 😀 La turbina de vapor pierde energía a medida que el vapor fluye a través de sus aspas, reduciendo presión y temperatura.
• 😀 Existen diferentes niveles de turbinas (alta, media y baja presión) en centrales de gran capacidad para mejorar la eficiencia.
• 😀 Después de pasar por la turbina, el vapor se condensa en un condensador, donde se enfría y regresa a estado líquido.
• 😀 La presión del agua condensada se aumenta utilizando una bomba centrífuga antes de ser recalentada en la caldera.
• 😀 En la caldera, el agua se calienta nuevamente mediante la combustión de carbón pulverizado, produciendo vapor a alta presión y temperatura.
• 😀 El sobrecalentamiento y recalentamiento del vapor aumentan la temperatura y potencia, mejorando la eficiencia del ciclo térmico.
• 😀 Los gases disueltos en el agua de suministro se eliminan mediante un calentador de agua de suministro abierto, mejorando la eficiencia.
• 😀 Las centrales modernas alcanzan eficiencias de entre el 40 y el 45% gracias a técnicas como el sobrecalentamiento, recalentamiento y preheating.
• 😀 Los contaminantes generados por la combustión de carbón se eliminan utilizando precipitadores electrostáticos antes de liberarlos a la atmósfera.

Q & A

¿Qué función cumple la turbina de vapor en una central de energía termoeléctrica?

La turbina de vapor convierte la energía térmica del vapor a alta presión y temperatura en energía mecánica, que se utiliza para generar electricidad a través de un generador conectado a ella.

¿Cómo se aumenta la presión del vapor en una central termoeléctrica?

El vapor se convierte en líquido en un condensador, y luego una bomba centrífuga aumenta la presión del agua para devolverla a su estado original de alta presión.

¿Qué es el ciclo Rankine y cómo se utiliza en las centrales termoeléctricas?

El ciclo Rankine es un proceso termodinámico utilizado para convertir la energía térmica en trabajo mecánico. En las centrales termoeléctricas, este ciclo se repite constantemente para generar electricidad.

¿Por qué se utiliza un sobrecalentador en las centrales de energía termoeléctrica?

El sobrecalentador se utiliza para aumentar la temperatura del vapor por encima de su punto de ebullición, mejorando así la eficiencia del ciclo, ya que vapor más caliente genera más energía.

¿Qué limitaciones impone el material de la turbina de vapor en el sobrecalentamiento del vapor?

El material de la turbina de vapor no puede soportar temperaturas superiores a 600 grados centígrados, lo que limita el grado de sobrecalentamiento posible para evitar daños a la turbina.

¿Cómo se mejora la eficiencia de la central termoeléctrica mediante el recalentamiento?

El recalentamiento aumenta la temperatura del vapor después de que ha pasado por la primera etapa de la turbina, lo que incrementa la eficiencia y la potencia de la planta al permitir una mayor conversión de calor en energía.

¿Qué es un precipitador electrostático y qué función cumple en una central termoeléctrica?

El precipitador electrostático utiliza electricidad estática para atrapar las partículas contaminantes presentes en los gases de escape antes de que sean liberados al ambiente, ayudando a reducir la contaminación.

¿Cómo se evita la contaminación del agua en una central termoeléctrica?

Se utiliza un calentador de agua de suministro abierto, que mezcla vapor caliente con el agua fría de suministro para eliminar los gases disueltos que podrían dañar los materiales de la caldera.

¿Qué papel juega el condensador en el ciclo termodinámico de la planta?

El condensador enfría el vapor a través de una corriente de agua fría, lo que permite que el vapor se condense de nuevo en líquido. Este proceso es esencial para volver a aumentar la presión del agua y repetir el ciclo.

¿Cómo se gestionan los gases de escape en una central termoeléctrica de carbón?

Los gases de escape se limpian en un precipitador electrostático, que elimina las partículas contaminantes, y luego se liberan a través de una pila para minimizar el impacto ambiental.