Introduzione
Le centrali elettriche a carbone sono impianti utilizzati per la generazione di elettricità. Rappresentano il tipo più comune di centrale elettrica e sono il principale contributore globale di megawatt (MW) tra tutte le tipologie di centrali elettriche. Questo tipo di impianto energetico è ampiamente utilizzato grazie al suo design collaudato e alla convenienza economica del carbone. Tuttavia, le centrali a carbone, specialmente quelle più datate, non sono ecocompatibili rispetto ad altri tipi di impianti di generazione di energia. Le centrali a carbone sono impianti non rinnovabili (non 'verdi').
Funzionamento delle Centrali Termoelettriche a Carbone
Il video qui sotto è un estratto dal nostro Corso Online di Ingegneria Meccanica ed Elettrica.
Il carbone viene trasportato all'impianto tramite strada, ferrovia o nave, e stoccato in un parco carbone. Gli impilatori-riprenditori vengono utilizzati per raccogliere il carbone e depositarlo in tramogge, che poi alimentano i nastri trasportatori a letto piatto. I nastri trasportatori trasferiscono il carbone dal parco carbone ai siloi diurni all'interno dell'edificio principale della centrale. Ogni silo diurno contiene una quantità di carbone sufficiente per un determinato periodo di tempo quando la centrale è a pieno regime, ad esempio un silo diurno può contenere abbastanza carbone per una caldaia per 12 ore di funzionamento a pieno carico. I siloi diurni assicurano che eventuali interruzioni nella catena di approvvigionamento dal parco carbone ai siloi diurni non causino un'interruzione alla caldaia e, di conseguenza, alla generazione di energia.
Le centrali più grandi possono avere diverse grandi caldaie a tubi d'acqua, turbine a vapore e generatori. È prassi comune che ogni edificio di generazione di energia venga indicato come 'Blocco', ad esempio Blocco A, Blocco B ecc. Le caldaie a tubi di fiamma sono utilizzate per fornire il riscaldamento iniziale dei sistemi a vapore della centrale.
I siloi diurni alimentano direttamente la caldaia (vecchio design e non comune), oppure, passando il carbone attraverso un polverizzatore di carbone (design standard e comune). I polverizzatori di carbone aumentano la superficie di contatto del carbone con l'aria macinando il carbone in piccoli pezzi. Il polverizzatore inoltre asciuga il carbone affinché la combustione possa avvenire più facilmente (contenuto di umidità ridotto). Il calore per asciugare il carbone viene recuperato dal flusso di gas di scarico della caldaia.
Il carbone polverizzato dal polverizzatore viene soffiato nella caldaia con il flusso d'aria primario. Il carbone a questo stadio è finemente macinato e molto secco, entrambe queste caratteristiche favoriscono la combustione. La combustione avviene e viene generato calore (questo impianto è una 'centrale termica').
Il calore generato dalla caldaia a tubi d'acqua viene utilizzato per trasformare l'acqua in vapore. Il vapore viene quindi inviato a una turbina a vapore condensatore.
La turbina a vapore è collegata tramite un riduttore a un generatore elettrico a.c.. La corrente alternata passa poi attraverso un interruttore prima di essere distribuita a un trasformatore elettrico; l'interruttore utilizzato sarà spesso di tipo SF6 o a vuoto. Il trasformatore elettrico aumenta la tensione di uscita ed è indicato come 'trasformatore step-up del generatore (GSU)'.
Il GSU aumenta la tensione di uscita per adattarla a quella della rete elettrica, che può essere di diverse centinaia di migliaia di volt, ad esempio 110kV, 220kV ecc. Aumentare la tensione riduce le perdite di trasmissione e riduce lo spessore dei cavi di trasmissione richiesti (tensione più alta significa amperaggio più basso, amperaggio più basso significa che possono essere utilizzati conduttori/cavi più sottili).
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Risorse Aggiuntive
https://en.wikipedia.org/wiki/Coal-fired_power_station
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Coal_fired_power_plant