La ingeniería de energía térmica es una rama de la ingeniería de energía y calor que se ocupa de la conversión de calor en otros tipos de energía, principalmente en energía mecánica y, a través de ella, en energía eléctrica [1] . La base de la energía moderna son las centrales térmicas ( TPP ), que utilizan la energía química de los combustibles fósiles. Se dividen en:
La ingeniería de energía térmica a escala mundial prevalece entre los tipos tradicionales, el 46% de la electricidad mundial se genera a base de carbón , el 18% a base de gas , alrededor del 3% más, debido a la combustión de biomasa, el petróleo se utiliza para 0,2%. En total, las centrales térmicas proporcionan alrededor de 2/3 de la producción total de todas las centrales eléctricas del mundo [2] [3] .
Para 2013, la eficiencia promedio de las centrales térmicas fue del 34 %, mientras que las centrales eléctricas de carbón más eficientes tuvieron una eficiencia del 46 % y las centrales eléctricas de gas más eficientes del 61 % [4] .
En Rusia en 2009, el 47% de la electricidad se generó quemando gas, el 18% - carbón. Las centrales hidroeléctricas y nucleares generaron el 17% y el 16% respectivamente. [5]
La industria energética de países del mundo como Polonia y Sudáfrica se basa casi por completo en el uso de carbón, y los Países Bajos se basan en el gas . La participación de la ingeniería de energía térmica es muy alta en China , Australia y México .
Según la previsión de la Asociación Europea para la Producción de Electricidad y Calor (VGB Power Tech. EV), la producción de energía hasta 2030 crecerá anualmente un 1,3% para la UE y un 2,5% para el resto de países [6] , la la necesidad de electricidad en los países de la UE aumentará de 3,0 TW en 2002 a 4,4 TW en 2020 [7]
La característica más importante del sistema energético, que lo distingue de otras grandes asociaciones industriales y productivas, es la simultaneidad de los procesos de producción, distribución y consumo de energía eléctrica, debido a la imposibilidad de almacenar productos terminados y la inaceptabilidad del desequilibrio entre las capacidades totales generadas por las centrales eléctricas y consumidas en el sistema energético. Un cambio en la cantidad de energía generada conduce inevitablemente a un cambio en su consumo. Este proceso, por regla general, va acompañado de un cambio en los parámetros del modo de operación del sistema eléctrico: voltajes, corrientes, frecuencia de la red, etc.
El sistema energético en su conjunto pertenece a los llamados grandes sistemas, ya que se compone de subsistemas que interactúan entre sí. [ocho]
El rápido desarrollo de la automatización en la industria de la energía térmica ha revelado una serie de problemas de control. Estos son: