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TEMA 4 - CENTRALES TÉRMICAS CLÁSICAS

Una central termoeléctrica clásica es aquella que transforma la energía

calorífica, procedente de combustibles fósiles (carbón, fuel-oil o gas natural), en energía

eléctrica. El sobrenombre de clásica sirve para diferenciarla de otros tipos de centrales,

que generan igualmente electricidad a partir de un ciclo termodinámico semejante, pero

mediante fuentes energéticas distintas, como por ejemplo las centrales nucleares

(utilizan uranio) y las centrales solares térmicas (campos de helióstatos).

Estas centrales se basan en calentar agua hasta transformarla en vapor a gran

presión (190 kg/cm2) y una temperatura cercana a 370ºC. Este vapor generado se hace

pasar por una batería de turbinas cuyo eje está conectado a un generador de corriente

que, mediante el fenómeno de inducción electromagnética, transforma la energía

mecánica en eléctrica.

Las centrales térmicas conocidas como centrales térmicas de ciclo combinado,

aprovechan la presión del vapor generado en la combustión y la presión del propio gas

combustible para accionar las turbinas. Estas centrales consiguen un rendimiento del

60%, mientras que las convencionales no llegan a alcanzar rendimientos del 40%.

1. FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL TÉRMICA

1.1. Aprovechamiento térmico del combustible

El alimentador se encarga de proporcionar el combustible que se ha de quemar.

Existen centrales térmicas mixtas que pueden funcionar indistintamente con carbón,

fuelóleo o gas.

El hogar es un recinto cerrado donde se quema el combustible. Dispone de

canalizaciones que controlan el aporte de aire y regulan así la combustión.

El conducto de humos conduce los humos hacia el exterior y se expulsan a

través de la chimenea. La energía térmica que conservan los humos se aprovecha para

recalentar el vapor obtenido o para precalentar el agua que se suministra a la caldera.

1.2. El ciclo de vapor

Las calderas contienen el agua que ha de transformarse en vapor. Las más

empleadas son las de circulación natural a través de tubos.

Los recalentadores primarios evaporan las partículas líquidas que todavía salen

de la caldera arrastradas por el vapor. De este modo se consigue el vapor

sobrecalentado.

Las turbinas de alta presión aprovechan la energía cinética del vapor

sobrecalentado, que se transforma en energía mecánica de rotación.

Parte del vapor utilizado es reciclado hacia los recalentadores secundarios. Éstos

aprovechan la energía térmica de los humos de la caldera y envían el vapor hacia las

turbinas de media presión.

El calor almacenado en el vapor, después de pasar por ellas, es todavía

aprovechado en parte por las turbinas de baja presión.

El vapor procedente de estas últimas turbinas pasa por el condensador, donde se

enfría y se convierte de nuevo en agua líquida. La bomba de alimentación se encarga de

enviar esta agua hacia los precalentadores. Allí aumenta su temperatura gracias al aporte

energético del vapor que procede de las turbinas de alta y media presión.

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La bomba de extracción envía el agua hacia los economizadores. Éstos

aprovechan la energía térmica de los humos para calentarla antes de devolverla de

nuevo a la caldera. Así se inicia de nuevo el ciclo.

1.3. El circuito de refrigeración

Una bomba se encarga de aportar agua al condensador y hacerla circular para

enfriar el vapor que sale de la turbina de baja presión.

Cuando la central se encuentra cerca de un río o un embalse, el agua se toma de

ellos y después se les devuelve algo más caliente. Si no se dispone de agua abundante y

para evitar la alteración del ecosistema de estos ríos, el agua de la central circula por un

circuito cerrado y se enfría mediante torres de refrigeración.

1.4. Generación de energía eléctrica

Todas las turbinas son solidarias con el mismo eje, de modo que la energía

mecánica generada en cada una se va sumando a la generada en las otras.

Esta energía se transmite a un turboalternador, que es el responsable directo de

la producción de corriente alterna trifásica. Solidario con él, existe un dispositivo

denominado excitatriz, cuya misión es suministrar la corriente de excitación al

alternador para que éste produzca la fuerza electromotriz.

La red de salida envía la energía eléctrica generada a un transformador, el cual

eleva la tensión para evitar pérdidas durante el transporte. De esto último se encarga la

red de alta tensión.

2. LAS CENTRALES TÉRMICAS EN ESPAÑA

Nuestro país cuenta con numerosas centrales térmicas distribuidas por todo el

territorio peninsular e insular. Las más potentes son:

As Pontes (A Coruña): 1400 MWh

Compostilla (León): 1312 MWh

Castellón: 1083 MWh

Andorra (Teruel): 1050 MWh

Sant Adriá (Barcelona): 1050 MWh

Santurce (Vizcaya): 936 MWh

3. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

El impacto no deseado que producen las centrales térmicas sobre nuestro entorno

origina fundamentalmente trastornos de tipo económico y otros relacionados con el

medio ambiente o ecológico, como los siguientes:

Contaminación atmosférica: Emisiones de CO2 y de CO y SOx, que son los

causantes del efecto invernadero, la lluvia ácida y una gran toxicidad para el ser

humano.

Niebla smog: Procedente de la exposición a la luz solar de los gases emitidos

por las chimeneas de las centrales térmicas, provocando importantes afecciones

de tipo cutáneo y respiratorio.

Contaminación térmica: Algunos condensadores de las centrales térmicas son

refrigerados por un sistema denominado de ciclo abierto, mediante el cual el

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agua caliente procedente de los condensadores se vierte a los ríos próximos y al

mar. El agua caliente vertida al medio suele estar unos 10ºC por encima de la

temperatura natural del sistema, con lo cual al mezclarse con las aguas del

entorno se produce un aumento de ésta, rompiéndose de esta manera el

ecosistema en torno a la central térmica. Por esta causa, son preferibles los

sistemas de refrigeración cerrados, que cuentan con torres de refrigeración.