Tipología de la Generación de Electricidad con Carbón Mineral, sus impactos ambientales y sus planes de adecuación

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de calor

3. Sistema de generación de energía mecánica

4. Sistema de generación de energía eléctrica

En el sistema de alimentación de combustible tenemos el parque de carbón, la banda transportadora, la tolva y el molino. Juntos funcionan como un sistema que brinda el combustible a la caldera para poder su futura combustión.

Alimentación de combustible

Parque de carbón

Se le llama al depósito o espacio en el que se almacena el carbón mineral. Para la mayoría de centrales estos parques son de gran tamaño debido a la necesidad de toneladas de carbón para producir electricidad. Es de suma importancia tener una vasta cantidad de carbón para suplir cualquier alta demanda de energía eléctrica.

Cinta transportadora

Esta cinta es tan solo un mecanismo para mover las grandes cantidades de carbón hacia la tolva o embudo que lleva directamente a los molinos. Existen otros mecanismos para movilizar el carbón, pero la banda transportadora es un mecanismo eficiente para llevar a cabo este trabajo sin producir muchos gastos.

Tolva y molinos

La tolva no es más que un depósito en forma de embudo en el que se acumula el carbón para poder alimentar los molinos. Los molinos tienen varias tareas siendo la principal pulverizar el carbón para que este sea quemado en la caldera. El molino más común es el molino de bola. Los molinos se alimentan con carbón y aire. El caudal de carbón depende de la potencia de la unidad y su regulación la realizan los alimentadores. El caudal de aire debe ser proporcional al caudal de carbón de tal manera que se mantenga la adecuada relación aire/combustible para que sean buenas las condiciones de secado, finura de molienda, arrastre en las tuberías a los quemadores y estabilidad de la llama en el proceso de combustión.

Ilustración 2:molino de bolas

Como se muestra en la ilustración 2, estos molinos están constituidos por un tambor cilíndrico de eje horizontal, que tiene su superficie interior revestida de placas de desgaste intercambiables. El tambor se carga, hasta dos tercios de su radio, con bolas de acero de distintos tamaños que se mueven por gravedad cuando el tambor gira sobre su propio eje.El carbón bruto procedente de uno o varios alimentadores cae en el alojamiento de dos tornillos sin fin, situados en los extremos del molino y arrollados sobre estructuras tubulares huecas, que tienen el mismo eje que el cilindro y un diámetro bastante inferior. Al girar el molino, el sinfín introduce el carbón en el interior del tambor cargado con las bolas.El carbón luego se pulveriza por fricción debido a los deslizamientos en el movimiento de la carga de bolas, por impacto al ascender la carga de bolas y caer dentro del molino y por presión de las bolas sobre el carbón que quede hacia el interior de la carga.

Ilustración 3:diagrama de una extrusora con su elemento principal siendo el tornillo de Arquímedes

Por su parte, el aire entra al molino por el interior de las estructuras tubulares. La mezcla aire-carbón sale atravesando la parte superior de sinfín, libre ya que el carbón bruto siempre es arrastrado por el fondo del alojamiento, hasta el sistema clasificador. En el clasificador, la mezcla sigue una trayectoria circular, debido a la fuerza centrífuga, las partículas gruesas se desvían hacia la periferia incorporándose al carbón de alimentación mientras las más finas siguen su camino hacia los quemadores.

Tomando como ejemplo la central térmica de Compostilla en España para entender mejor cual es el procedimiento que se hace para pasar del parque a las tolvas y a los molinos.

En la central existen dos parques de almacenado de carbón, donde operan máquinas apiladoras que distribuyen el mineral en calles piramidales, llamadas parvas. En uno de los parques se forma una parva de 50.000 toneladas para la alimentación de una caldera y en el otro se forman dos parvas de 125.000 toneladas cada una para alimentar otras tres calderas lo que equivaldría a doce días de plena producción. Gracias a la formación de las parvas, de 25 metros de altura, se consigue la homogeneización de mezclas de calidades determinadas para alimentar a los grupos. Desde el parque, el combustible se envía a las tolvas de los grupos.

En el parque de carbones existen varias zonas donde se apila el combustible cuando las entradas son superiores a los consumos y no puede llevarse todo a las parvas. En dichas pilas se separan los combustibles según su calidad:

• Pila de carbón nacional de bajo azufre (< 1,25% de azufre),

• Pila de carbón nacional de alto azufre (>1,25% de azufre),

• Pila de antracita de importación,

• Pilas de coque de petróleo.

Cuando las entradas son menores que los consumos, las parvas de combustible se realizan llevando por camiones el combustible desde estas pilas. La capacidad de combustibles que se pueden apilar en las citadas pilas rondan como en 2,000,000 toneladas. En cuanto llegan los camiones, se pesan en básculas y se toman muestras de distintas partes de la carga. De cada camión se extrae una bolsa de un kilo y medio para analizar en el laboratorio. De esta manera se garantiza la calidad del proveedor. A la salida, se vuelven a pesar para comprobar la cantidad de carbón que depositaron.

Sistemas de transferencia de calor

Los elementos principales son la caldera y el condensador. El objetivo de la caldera es producir vapor a una alta presión para poder utilizarlo en la turbina. El objetivo del condensador es llevar el vapor a un estado líquido para después poder reutilizarlo.

Caldera

La caldera está formada por numerosos tubos por donde circula el agua que es posteriormente convertida en vapor a alta temperatura por medio de la quema del carbón pulverizado. Los residuos sólidos de esta combustión caen al cenicero para ser transportados a un vertedero. Las partículas finas y los humos se hacen pasar por una serie de precipitadores y equipos de desulfuración con el objetivo de retener un alto porcentaje de contaminantes evitando así que lleguen a la atmosfera por medio de la chimenea. Es de vital importancia tener en cuenta la presión de trabajo en estas tuberías ya que no es deseable que se condensen