Introduction
Les centrales électriques au charbon sont utilisées pour produire de l'électricité. Elles représentent le type de centrale électrique le plus répandu et le principal contributeur mondial en mégawatts (MW) parmi tous les types de centrales électriques. Ce type de centrale est largement utilisé en raison de sa conception éprouvée et de la disponibilité économique du charbon. Malheureusement, les centrales électriques au charbon - en particulier les plus anciennes - ne sont pas respectueuses de l'environnement comparées à d'autres types de centrales de production d'énergie. Les centrales électriques au charbon sont des types de centrales non renouvelables (pas ‘vertes’).
Fonctionnement des Centrales Thermiques au Charbon
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Le charbon est acheminé à la centrale par route, rail ou bateau, et stocké dans une aire de stockage. Les empileurs-récupérateurs sont utilisés pour rassembler le charbon et le déposer dans des trémies, qui alimentent ensuite des convoyeurs à bande. Les convoyeurs transportent le charbon de l'aire de stockage vers des silos journaliers dans le bâtiment principal de la centrale. Chaque silo journalier contient suffisamment de charbon pour une période déterminée lorsque la centrale est en pleine charge, par exemple, un silo journalier peut contenir suffisamment de charbon pour une chaudière pendant 12 heures de fonctionnement à pleine capacité. Les silos journaliers garantissent que toute perturbation de la chaîne d'approvisionnement de l'aire de stockage aux silos journaliers ne provoquera pas de perturbation de la chaudière et, par conséquent, de la production d'énergie.
Les grandes centrales peuvent avoir plusieurs grandes chaudières à tubes d'eau, turbines à vapeur et générateurs. Il est courant que chaque unité de production d'énergie soit appelée un ‘Bloc’ par exemple, Bloc A, Bloc B, etc. Les chaudières à tubes de fumée sont utilisées pour fournir le chauffage initial des systèmes de vapeur de la centrale.
Les silos journaliers alimentent directement la chaudière (ancienne conception et peu courante), ou, en faisant passer le charbon par un pulvérisateur de charbon (conception standard et courante). Les pulvérisateurs de charbon augmentent la surface de contact du charbon avec l'air en broyant le charbon en petits morceaux. Le pulvérisateur sèche également le charbon pour que la combustion puisse se produire plus facilement (réduction de l'humidité). La chaleur pour sécher le charbon est récupérée du flux de gaz d'échappement de la chaudière.
Le charbon pulvérisé du pulvérisateur est soufflé dans la chaudière avec le flux d'air primaire. Le charbon à ce stade est finement broyé et très sec, ces deux caractéristiques facilitent la combustion. La combustion se produit et la chaleur est générée (cette centrale est une ‘centrale thermique').
La chaleur générée par la chaudière à tubes d'eau est utilisée pour changer l'état de l'eau en vapeur. La vapeur est ensuite envoyée à une turbine à vapeur condenseur.
La turbine à vapeur est connectée via une boîte de vitesses à un générateur électrique a.c.. Le courant alternatif passe ensuite par un appareillage de commutation avant d'être distribué à un transformateur électrique; l'appareillage de commutation utilisé sera souvent de conception SF6 ou à vide. Le transformateur électrique augmente la tension de sortie et est appelé ‘transformateur élévateur de générateur (GSU)’.
Le GSU augmente la tension de sortie pour correspondre à celle du réseau électrique, cela peut être plusieurs centaines de milliers de volts par exemple, 110kV, 220kV, etc. Augmenter la tension réduit les pertes de transmission et réduit l'épaisseur des câbles de transmission requis (une tension plus élevée signifie un courant plus faible, un courant plus faible signifie que des conducteurs/câbles plus fins peuvent être utilisés).
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Ressources Supplémentaires
https://en.wikipedia.org/wiki/Coal-fired_power_station
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Coal_fired_power_plant