Centrals tèrmiques

• Què són?

Les centrals tèrmiques són les que utilitzen combustibles fòssils (derivats del petroli, carbó, gas) per escalfar aigua i obtenir-ne vapor.Aquest vapor mou la turbina, la qual acciona el generador de corrent, anomenat alternador. El corrent elèctric generat passa per un transformador que s'encarrega d'adequar la intensitat i la tensió per al seu transport fins les estacions transformadores properes a les poblacions.
El consum de combustibles fòssils provoca l'emissió de partícules i fums provinents de la seva combustió (C02, gasos sulfurosos, etc.), que originen l'anomenada pluja àcida. 

 Presentració informativa

•  Tipus

• Centrals de carbó. En aquest cas el combustible es tritura prèviament. 
• Centrals de fueloil. En aquest cas el combustible s’escalfa per poder-lo utilitzar més fàcilment.
  
• Centrals de gas. No necessita emmagatzematge, arriba directament per gasoductes.
• Centrals mixtes. L’avantatge que tenen és que s’hi poden fer servir diferents combustibles

• Components

 Els diferents elements d’una central tèrmica són:

- Magatzem de combustible: Si el combustible es carbó, es trirura en forma de pols fina per facilitar-ne la combustió. En el cas del fuel, s’emmagatzema en grans dipòsits que tenen reserva per a un o dos mesos. El fuel es preescalfat perque fluïdifiqui i s’injecta als cremadors. Si utilitzem gas natural, mitjançant una estació reductora de pressió, s’adequa a les característiques de funcionament dels cremadors.

- Caldera: Les mes utilitzades són les de radiació, anomenades així perquè la transmissió de la calor es per transmissió. Disposen de cremadors adequats al tipus de combustible que utilitzen.

Els reescalfadors: Són les parts de la caldera destinats a eliminar les petites gotes d’aigua que acompanyen el vapor, per convertir-lo en vapor sec.
Els economitzadors i preeescalfadors: Aprofiten el calor residual dels gasos emesos per fer un escalfament previ a l’aigua que alimenta la caldera, al combustible quan és necessari i a l’aire utilitzant la combustió.

- Turbines: Màquines motrius que transformen l’energia cinètica del vapor d’aigua en energia cinètica rotatòria en el rodet.

- Condensador: L’aigua per vaporitzar a d’entrar a la caldera en estat líquid. En el condensador, el vapor procedent de les turbines es condensa abans de tornar a entrar a la caldera per tal de repetir-se el cicle.

- Torre de refrigeració: Serveix per refredar l’aigua refrigerant del condensador. En els circuits tancats és imprescindible refredar l’aigua per tornar-la a utilitzar. En els oberts, que utilitzen aigua d’un riu, és necessari, per no afectar la fauna, que es retorni al riu amb la temperatura més semblant possible a la de l’aigua del riu.

- Xemeneia: Té la funció de crear una depressió dins la caldera perquè circulin els gasos despresos a la combustió i poder-los evacuar a l’atmosfera. Poden ser de tir natural en què la circulació dels gasos es provocada per la geometria de la pròpia xemeneia, o de tir forçat quan la circulació es ajudada per mitjà d’impulsors mecànics.

- Equip elèctric: Està format per l’alternador, els transformadors i el parc de distribució.

- Sala de tractament de l’aigua d’alimentació: L’aigua utilitzada a la caldera és quasi sempre aigua natural que conté diferents sals minerals i gasos dissolts. Aquestes sals es precipiten formant fang i incrustacions en els tubs. El bon funcionament de la caldera  depèn en part de la qualitat de l’aigua.

Caldera:
Turbines:
Condensador:
Torre de refrigeració:
Xemeneia:
Equip elèctric:
Sala de tractament de l'aigua:

•  Funcionament

El funcionament de les centrals termoelèctriques és el mateix, independentment del combustible que utilitzem (carbó, fueloil o gas). Malgrat això, sí que hi ha diferències pel que fa al tractament previ que es fa del combustible i al disseny dels cremadors de les calderes de les centrals. A les centrals tèrmiques hi ha sistemes d’emmagatzematge de combustibles.

Tan bon punt el combustible és a la caldera, es crema, i això genera la producció d’energia calorífica que es fa servir per a escalfar aigua i per a transformar-la, posteriorment, en vapor a una pressió molt elevada. A partir d’aquest vapor es fa girar una turbina i un alternador perquè aquest produeixi electricitat.

L’electricitat generada passa per un transformador que n’augmenta la tensió i així es pot transportar més còmodament i s’assegura que es redueixen les pèrdues derivades de l’efecte Joule (xoc d’electrons que produeix calor, i consegüentment, pèrdues energètiques).

El vapor que surt de la turbina s’envia a un element anomenat condensador per a fi de convertir-lo en aigua i poder-lo retornar novament a la caldera on començar un nou cicle de producció de vapor.

• Avantantges i inconvenients

Els avantatges d'una central tèrmica són les següents:

• Rendiments enèrgetics molt elevats
• Producció d'energia elèctrica
• Si són centrals de cogeneració, poc contaminants a l' atmosfera, rendiment energètic molt alt, alta tecnologia utlitzada en el control de combustió.

Els inconvenients d'una central eléctrica són:

• Contaminació atmosfèrica: la utilització de combustibles fòssils comporta la producció de CO2 i de vapor de H2O causants de l'efecte hivernacle, La mala combustió i les impureses que contenen originen l'emissió de SOx i NOx, principals causants de la pluja àcida. Aquests òxids, juntament amb l'emissió d'hidrocarburs, partícules sólides i metalls pesants, són els desencadenants de les boires fotoquímiques.

El carbó, con a combustible, és el més contaminant.

• Contaminació tèrmica: Encara que purifiquin l'aigua que serveix de refrigerant, aquesta torna al mar amb una temperatura més elevada ( 10·c més ), el que fa que varii tot l'ecosistema del seu voltant. No hi ha cap llei que prohibeixi l'abocament d'aquest aigua al mar i per aixó retornen al mar un aigua amb temperatura més elevada. Aixó és el causant de que prop de la central no hi hagi vida.

• Impacte medioambiental

La incidència d’aquesta mena de centrals sobre el medi ambient es produeix de dues maneres bàsiques:

- Emissió de residus a l’atmosfera. Aquest tipus de residus provenen de la combustió que provoquen els combustibles fòssils que utilitzen les centrals tèrmiques per a funcionar i produir electricitat (carbó, fueloil o gas). Aquesta combustió genera partícules que van a parar a l’a tmosfera i que poden perjudicar l’entorn del planeta. Per això, les centrals disposen de xemeneies de gran altura que dispersen aquestes partícules i en redueixen, localment, la influència negativa en l’aire. A més, aquestes centrals també disposen de filtres de partícules que en retenen una gran part i eviten que surtin a l’exterior.

- Transferència tèrmica. Alguns sistemes de refrigeració de les centrals (els denominats de cicle obert) provoquen l’escalfament de les aigües dels rius o del mar. Aquesta mena d’i mpactes en el medi es poden solucionar fent servir les anomenades torres de refrigeració, la tasca principal de les quals és refredar l’aigua i assolir temperatures semblants a les normals per al medi ambient, a fi d’evitar-ne l’escalfament.