AUTOMATIZAREA PROCESELOR DIN CENTRALELE ELECTRICE

Fig.3.1. Lanţul transformărilor în CTE
Conversia energiei chimice în energie termică se realizează, de regulă, cu
randamente de peste 90%, transformarea energiei termice în energie mecanică se
realizează cu randamente ale ciclului termic sub 50%, iar transformarea energiei
mecanice în energie electrică are randamente de peste 96%. În aceste condiţii,
randamentul global se apropie cu greu de 40%, bilanţul termoenergetic pentru o
CTE de mare putere prezentându-se astfel (valori aproximative) [7]:
- 9% pierderile cazanului;
- 2% pierderi prin radiaţie;
- 47% pierderi prin condensaţie;
- 2,5% servicii interne;
- 1,5% pierderi electrice şi mecanice;
- 38% putere utilă furnizată.
Se constată că aprox. 58% din energia consumată reprezintă pierderi
datorate proceselor termoenergetice şi numai 1,5% sunt pierderi electrice şi
mecanice; rezultă deci necesitatea reglării şi automatizării proceselor termice, în
principal a cazanelor şi turbinelor, pentru o funcţionare sigură şi cu pierderi
minime.
Centralele termoelectrice continuă să deţină ponderea puterii şi cantităţii
energiei produse în sistemele electroenergetice, aproape 50% din energia
electrică produsă azi în lume fiind obţinută în centralele termoelectrice cu abur.
Puterile pe un grup modern cazan – turbină – generator (la bornele
generatorului), se încadrează între (100…1000) MW, la parametrii aburului de
(80…190) at, temperaturi de (480…560) 0 C şi debite de (200…3000) t/h. Până la
cca. 600 MW turbinele se construiesc cu un singur ax, iar peste 600 MW cu două
axe.
Funcţionarea CTE are la bază principiul al doilea al termodinamicii,
conform căruia o maşină termică ciclică poate produce lucru mecanic numai dacă
este în contact cu două surse de căldură (una caldă şi una rece), ciclul termic
ideal fiind format din două izoterme şi două adiabate (Carnot). Particularităţile
termodinamice ale fluidelor de lucru modifică substanţial forma ciclului termic
ideal, CTE funcţionând după un ciclu termic real (Hyrn - Rankine) [7,12,23,26,32].
Schema termică de principiu pentru CTE este prezentată în figura 3.2. În
cazanul de abur 1, combustibilul (solid, lichid sau gazos) arde în prezenţa aerului
introdus din exterior. Aburul supraîncălzit în supraîncălzitorul 2 se destinde în
turbina 3, lucrul mecanic produs fiind preluat de generatorul trifazat 4 (la 3000
rot/min, 50 Hz sau 3600 rot/min, 60 Hz).
Cea mai mare cantitate de abur se condensează în condensatorul 5, la
presiunea (0,04…0,02) at, căldura de vaporizare a acestuia fiind preluată de apa
de răcire a condensatorului. Pompa de condensat 6 antrenează apa la degazorul 7,
unde se încălzeşte cu ajutorul aburului din conducta 8, preluat de la o priză a
turbinei. Apa încălzită în degazor îşi evacuează gazele conţinute, iar apoi este
86