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Les centrales à charbon sont des installations industrielles qui convertissent le charbon en électricité. Le chauffage de l'eau pour créer de la vapeur est la façon dont on produit l'électricité dans les centrales à charbon. La vapeur fait ensuite tourner une turbine connectée à un générateur qui produit l'électricité.
Il existe deux principaux types de centrales à charbon :
Centrales à charbon traditionnelles
Les centrales à charbon traditionnelles sont également connues sous le nom de centrales à charbon thermiques ou classiques. Ces centrales brûlent du charbon pour chauffer l'eau dans une chaudière. L'eau chauffée se transforme en vapeur qui entraîne une turbine connectée à un générateur électrique. Ces centrales ont un taux d'émission élevé de dioxyde de carbone (CO2) et d'autres gaz à effet de serre.
Centrales à charbon propre
Les centrales à charbon propre tentent de réduire les dommages environnementaux en utilisant des technologies de pointe pour réduire les émissions de gaz à effet de serre pendant la combustion du charbon. Certaines centrales à charbon propre utilisent des systèmes intégrés de gazéification en cycle combiné (IGCC) qui transforment le charbon en gaz avant de le brûler. Cette méthode réduit les émissions de CO2 et d'autres polluants du charbon. D'autres technologies du charbon propre comprennent le captage et le stockage du carbone (CSC) qui capturent et stockent le carbone émis par la combustion du charbon. Malgré leur nom, les centrales à charbon propre ne sont pas totalement exemptes de pollution par rapport aux centrales à charbon classiques.
En général, les spécifications suivantes des centrales à charbon sont essentielles pour prendre en charge le mécanisme de fonctionnement d'une centrale à charbon.
Capacité
Les tailles des centrales à charbon peuvent varier, mais leur capacité est généralement mesurée en mégawatts (MW) ou en gigawatts (GW). Un gigawatt peut fournir suffisamment d'électricité pour alimenter environ 700 000 foyers.
Système d'approvisionnement en combustible
Cela fait référence au mécanisme par lequel le charbon est fourni à la centrale pour qu'elle fonctionne efficacement. Cela peut inclure des systèmes de transport tels que les chemins de fer, les ports dédiés et les voies navigables où les barges et les navires peuvent être utilisés pour fournir le combustible au charbon.
Chaudière
La chaudière d'une centrale à charbon est son système de chauffage central. Le charbon est enflammé, et la chaleur générée fait bouillir l'eau, créant de la vapeur. La pression de la vapeur entraîne ensuite une turbine.
Turbine
La turbine d'une centrale à charbon est comme une éolienne, mais au lieu du vent, elle tourne grâce à la vapeur produite par l'eau bouillante chauffée par la combustion du charbon. La turbine est composée de pales qui tournent lorsque de la vapeur à haute pression les frappe, générant de l'énergie mécanique qui se transforme en électricité par l'intermédiaire d'un générateur.
Générateur
Lorsque les pales de la turbine tournent, un générateur connecté à la turbine transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. La rotation de la turbine crée un champ électromagnétique dans le générateur qui produit de l'électricité.
Système de refroidissement
Une fois que la vapeur a poussé les pales de la turbine, elle doit être refroidie et condensée pour redevenir de l'eau et retourner à la chaudière. Ce processus est réalisé à l'aide d'un système de refroidissement qui comprend des tours de refroidissement qui rejettent la chaleur dans l'atmosphère.
Systèmes de contrôle des émissions
La fonction principale d'une centrale à charbon est de convertir le charbon en énergie. Cependant, elle doit également tenir compte et contrôler les émissions qui résultent de la combustion du charbon, telles que le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre, les oxydes d'azote et les particules. C'est là que les systèmes de contrôle des émissions entrent en jeu en réduisant l'impact des centrales à charbon sur l'environnement.
Raccordement au réseau
L'électricité d'une centrale à charbon est transmise par des lignes électriques à haute tension jusqu'aux postes de transformation. À partir des postes de transformation, elle est ensuite transmise aux foyers, aux entreprises et aux industries par le réseau électrique.
Comme il existe différents types de centrales à charbon, chacune peut avoir sa propre caractéristique qui la différencie des autres et répond plus précisément aux besoins d'une communauté. Néanmoins, comme toute autre machine ou toute autre centrale, il est essentiel de procéder à des inspections et des opérations de maintenance régulières de la centrale à charbon pour qu'elle puisse remplir efficacement son rôle et prolonger sa durée de vie.
Il est crucial que les pratiques de sécurité soient respectées afin d'atténuer le risque d'accidents ou de situations dangereuses. Cela peut inclure des procédures telles que les pratiques de verrouillage/étiquetage (Lotto), les pratiques de travail sécuritaires et les équipements de protection individuelle (EPI), parmi les exigences uniques de l'usine en question.
La pratique de maintenance de la centrale à charbon peut être divisée en catégories suivantes :
Maintenance préventive
Il s'agit de la routine d'entretien programmée qui est généralement effectuée sur les équipements et les machines afin de les maintenir, de prolonger leur durée de vie et de prévenir toute panne inattendue, imprévue et inévitable. La maintenance préventive pour les centrales à charbon peut inclure des inspections et des entretiens réguliers des composants critiques tels que les turbines et les chaudières.
Maintenance prédictive
Ce type de maintenance implique une surveillance régulière de l'état, de la santé et des performances de l'équipement afin d'effectuer la maintenance au bon moment. La maintenance prédictive pour une centrale à charbon peut inclure l'analyse des vibrations de la turbine, la surveillance des émissions et la surveillance de l'efficacité de la chaudière, parmi de nombreuses autres techniques.
Maintenance corrective
Cela peut également être appelé « maintenance de réparation ». Il s'agit essentiellement de la réponse à une panne ou une défaillance inattendue dans le but de rétablir le fonctionnement normal. La maintenance corrective pour les centrales à charbon peut impliquer la réparation de la turbine ou le remplacement d'un composant défectueux de la chaudière.
Même si de nombreux pays recherchent des alternatives aux combustibles fossiles, les centrales à charbon continuent de fournir de l'électricité. Voici quelques industries où les centrales à charbon fonctionnent efficacement.
Industries dans les pays en développement
Les pays en développement qui n'ont qu'un accès limité aux ressources naturelles pour la production d'électricité n'ont d'autre choix que d'utiliser des centrales à charbon. La technologie est abordable, et ils peuvent l'installer rapidement pour fournir aux populations l'électricité de base nécessaire à l'éclairage, au chauffage et au fonctionnement des petites entreprises.
Industries des métaux et des minéraux
Les industries de transformation des métaux et des minéraux utilisent fréquemment des centrales à charbon, en particulier celles qui possèdent leurs propres mines de charbon. Elles peuvent utiliser ces centrales pour fournir non seulement les besoins en électricité de l'usine, mais aussi de la chaleur résiduelle alimentée au charbon pour le séchage de minéraux comme le minerai de fer et l'aluminium, et pour augmenter les températures dans les fonderies et les fours. Un bon exemple est une fonderie d'aluminium qui a besoin d'un approvisionnement constant en charbon à haute température et gourmand en électricité pour produire de l'aluminium. Cela réduit les coûts d'exploitation et augmente l'indépendance énergétique, ce qui réduit la vulnérabilité aux fluctuations du marché des prix de l'électricité.
Fabricants de ciment
Les fabricants de ciment ont besoin de beaucoup d'énergie pour sécher les matières premières et pour cuire les fours à haute température. Leurs coûts d'exploitation augmentent lorsque le prix de l'électricité augmente. Au lieu de dépendre du réseau pour l'électricité ou le gaz naturel, certains fabricants de ciment qui ont des mines de charbon les utilisent ainsi que des centrales à charbon pour fournir de la chaleur résiduelle et de l'électricité alimentées au charbon. Même ceux qui n'ont pas de mines de charbon peuvent installer une centrale à charbon pour réduire leurs coûts de production, car le ciment spécialisé nécessite de grandes quantités d'énergie pour être fabriqué.
Grands complexes industriels
Les grands complexes industriels qui ont besoin d'électricité constante et de grandes quantités de chaleur utilisent fréquemment les centrales à charbon comme source d'énergie principale. Il s'agit notamment des usines, des raffineries et des usines chimiques. Ils sont des candidats idéaux pour l'installation de centrales à charbon car ils ont besoin d'un approvisionnement constant et peu coûteux en énergie, que le charbon fournit, et la chaleur excédentaire des centrales est utilisée dans d'autres processus d'usine.
Lieux éloignés
Les centrales à charbon fournissent de l'électricité dans les endroits éloignés où le coût de la connexion au réseau est prohibitif. Néanmoins, les zones éloignées doivent installer une forme de production d'énergie. Au lieu de dépendre d'une distribution complexe de l'électricité, une centrale à charbon pourrait être installée sur place pour fournir de l'électricité directement pour la production, ce qui réduirait le coût de la distribution de l'électricité.
Les directeurs des achats qui recherchent des centrales à charbon à vendre doivent donner la priorité aux fournisseurs qui ont des centrales de grande capacité. Les centrales de plus grande capacité fournissent suffisamment d'électricité pour diverses applications. De plus, les acheteurs doivent tenir compte des centrales dotées de systèmes de production efficaces. Les centrales efficaces entraînent des coûts d'exploitation plus faibles. Il est essentiel d'acheter auprès de fournisseurs qui ont des centrales qui respectent les normes d'émission fixées. Ces centrales réduisent l'empreinte carbone d'une entreprise.
En outre, négociez des rabais pour les achats en gros. Ceci est particulièrement important pour les entreprises qui ont besoin de quantités importantes de centrales à charbon. Les acheteurs doivent également opter pour des centrales compatibles avec différents types de charbon. Cette polyvalence garantit un approvisionnement constant en électricité, même lorsqu'un type de charbon particulier n'est pas disponible. Choisissez des centrales conçues pour un entretien facile et qui disposent de pièces de rechange facilement disponibles.
Par ailleurs, les directeurs des achats doivent obtenir des centrales dotées de processus automatisés qui nécessitent un minimum de surveillance manuelle. Les systèmes automatisés améliorent l'efficacité et la productivité. Assurez-vous que les centrales à charbon ont une assistance client et des services après-vente adéquats. Cela fournira aux clients le soutien technique nécessaire. Enfin, les acheteurs doivent rechercher des centrales dotées de normes de sécurité élevées pour prévenir les accidents et garantir la sécurité des opérations.
Q : Existe-t-il d'autres moyens d'utiliser le charbon pour la production d'énergie ?
R : Oui, la gazéification du charbon est une méthode alternative. Dans ce procédé, le charbon est converti en gaz, qui est ensuite brûlé pour produire de l'électricité. Cette méthode est parfois considérée comme un moyen plus propre et plus efficace d'utiliser le charbon.
Q : Quel est l'avenir des centrales à charbon ?
R : Les centrales à charbon sont confrontées à des défis car de nombreux pays souhaitent réduire les émissions de gaz à effet de serre. Par conséquent, l'intérêt pour les sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne est croissant. Celles-ci ne dépendent pas de la combustion de combustibles. Bien que les centrales à charbon soient encore importantes pour la production d'énergie aujourd'hui, le passage à une énergie plus propre devrait se poursuivre.
Q : Les centrales à charbon contribuent-elles de manière significative aux émissions mondiales de CO2 ?
R : Oui, les centrales à charbon sont une source majeure d'émissions de dioxyde de carbone (CO2). Elles représentent environ 46 % des émissions mondiales de CO2 provenant de la combustion de combustibles. Cela en fait un contributeur important au changement climatique et à la nécessité de réduire ces émissions.
Q : Quels sont certains des avantages des centrales à charbon ?
R : Les centrales à charbon constituent une source d'énergie stable et fiable. Le charbon est abondant et peut être trouvé dans de nombreux pays, ce qui contribue à réduire la nécessité de dépendre de combustibles importés. Les centrales à charbon sont également capables de générer de grandes quantités d'électricité pour répondre aux fortes demandes énergétiques. La technologie de construction et de gestion des centrales à charbon est bien établie et connue.
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