Introducción
Las centrales eléctricas de carbón se utilizan para generar electricidad. Son el tipo más común de central eléctrica y el mayor contribuyente global de megavatios (MW) de todos los tipos de centrales eléctricas. Este tipo de planta de energía ha encontrado una amplia aplicación debido a su diseño probado y comprobado, así como a la disponibilidad económica del carbón. Desafortunadamente, las centrales eléctricas de carbón, particularmente las más antiguas, no son ecológicas en comparación con otros tipos de plantas de generación de energía. Las plantas de energía de carbón son tipos de plantas no renovables (no ‘verdes’).
Cómo Funcionan las Centrales Térmicas de Carbón
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El carbón se entrega a la planta por carretera, ferrocarril o barco, y se deposita en un patio de carbón. Se utilizan apiladores-recuperadores para recoger el carbón y depositarlo en tolvas, que luego alimentan a transportadores de banda plana. Los transportadores llevan el carbón desde el patio de carbón hasta silios diarios dentro del edificio principal de la central eléctrica. Cada silo diario contiene suficiente carbón para un período de tiempo determinado cuando la central está completamente cargada, por ejemplo, un silo diario puede contener suficiente carbón para un caldero durante 12 horas de operación a plena carga. Los silos diarios aseguran que cualquier interrupción en la cadena de suministro desde el patio de carbón hasta los silos diarios no cause una interrupción en el caldero y, en consecuencia, en la generación de energía.
Las centrales eléctricas más grandes pueden tener varios grandes calderos acuotubulares, turbinas de vapor y generadores. Es práctica estándar que cada edificio de generación de energía se refiera como un ‘Bloque’, por ejemplo, Bloque A, Bloque B, etc. Se utilizan calderos pirotubulares para proporcionar el calentamiento inicial de los sistemas de vapor de la planta de energía.
Los silos diarios alimentan el caldero directamente (diseño antiguo y poco común), o, pasando el carbón a través de un pulverizador de carbón (diseño estándar y común). Los pulverizadores de carbón aumentan el área de contacto del carbón con el aire al moler el carbón en pequeñas piezas. El pulverizador también seca el carbón para que la combustión pueda ocurrir más fácilmente (contenido de humedad reducido). El calor para secar el carbón se recupera del flujo de gases de escape del caldero.
El carbón pulverizado del pulverizador se sopla en el caldero con el flujo de aire primario. El carbón en esta etapa está finamente molido y muy seco, ambas características ayudan a la combustión. Ocurre la combustión y se genera calor (esta planta es una ‘planta de energía térmica').
El calor generado por el caldero acuotubular se utiliza para cambiar el estado del agua a vapor. El vapor se descarga luego a una turbina de vapor condensadora.
La turbina de vapor está conectada a través de una caja de engranajes a un generador eléctrico de corriente alterna. La corriente alterna pasa luego a través de aparatos de conmutación antes de ser distribuida a un transformador eléctrico; los aparatos de conmutación utilizados a menudo serán del diseño SF6 o de vacío. El transformador eléctrico aumenta el voltaje de salida y se denomina ‘transformador elevador de generador (GSU)’.
El GSU aumenta el voltaje de salida para que coincida con el de la red eléctrica, esto puede ser de varios cientos de miles de voltios, por ejemplo, 110kV, 220kV, etc. Aumentar el voltaje reduce las pérdidas de transmisión y reduce el grosor de los cables de transmisión requeridos (mayor voltaje significa menor amperaje, menor amperaje significa que se pueden usar conductores/cables más delgados).
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Recursos Adicionales
https://en.wikipedia.org/wiki/Coal-fired_power_station
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Coal_fired_power_plant