Diseño de Una Central Termica de Ciclo Combinado

DISEÑO DE UNA CENTRAL TERMICA DE CICLO COMBINADO

MARCO TEORICO ¿Qué es un Ciclo combinado? Una Central Térmica de Ciclo Combinado es una lanta de roducci!n de ener"#a ener"#a eléctrica$ %ue tiene como rinciio la uni!n de dos ciclos térmicos di&erentes' Un ciclo de turbina de "as ()oule Bra*ton+ * un ciclo de turbina de ,aor (Ran-ine+' El calor utili.ado or el ciclo de turbina de "as es emleado como &uente del ciclo de turbina de ,aor$ de esta &orma los "ases calientes %ue se botan del ciclo de turbina de "as es aro,ec/ada entre"ando la ener"#a necesaria ara el &uncionamiento del ciclo de ,aor acolado' Las Centrales Térmicas de Ciclo Combinado ueden lle"ar a tener e&iciencias desde 001 /asta 201$ esto %uiere decir %ue m3s del 001 de ener"#a contenida en el combustible se con,ierte en ener"#a eléctrica'

Funcionamiento En rimer lu"ar el aire es comrimido a alta resi!n en el comresor$ asando a la c3mara de combusti!n donde se me.cla con el combustible' A continuaci!n$ los "ases de combusti!n asan or la turbina de "as donde se e4ansionan * su ener"#a calor#&ica se trans&orma en ener"#a mec3nica$ transmitiéndolo al e5e' Los "ases %ue salen de la turbina de "as se lle,an a una caldera de recueraci!n de calor   ara roducir roducir ,aor (6RS7+$ (6RS7+$ a artir de este momento tenemos tenemos un ciclo a"ua8,aor a"ua8,aor con,encional' A la salida de la turbina el ,aor se condensa (trans&orm3ndose nue,amente en a"ua+ * ,uel,e a la caldera ara eme.ar un nue,o ciclo de roducci!n de ,aor' Actualmente la tendencia es acolar la turbina de "as * la turbina de ,aor a un mismo e5e$ de manera %ue accionan con5untamente un mismo "enerador eléctrico' eléctrico'

Ventajas •

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9le4ibilidad: La central uede oerar a lena car"a o car"as arciales$ arciales$ /asta un m#nimo de aro4imadamente el ;01 de la otencia m34ima' E&iciencia ele,ada: El ciclo combinado roorciona roorciona ma*or e&iciencia or un mar"en m3s amlio de otencias' Sus emisiones son m3s ba5as %ue en las centrales térmicas con,encionales' Coste de in,ersi!n ba5o or M< instalado' Menor suer&icie or M< instalado si lo comaramos con las centrales termoeléctricas termoeléctricas con,encionales (lo %ue reduce el imacto ,isual+' Ba5o consumo de a"ua de re&ri"eraci!n' A/orro ener"ético en &orma de combustible

Especificaciones del diseo •

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Central Térmica de Ciclo Combinado de otencia neta aro4imada en 0==M?@C * > bar en con&i"uraci!n de > turbina de "as * una turbina de ,aor  Ciclo de "as simle Ciclo de recueraci!n con  ni,eles de resi!n Ciclo de ,aor con san"rado a un des"asi&icador La condensaci!n del ciclo ser3 mediante una torre de en&riamiento La locali.aci!n de la lanta ser3 en Ilo'

!a"tes de la cent"al de ciclo combinado 

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Ciclo de "as' Estas ,an unidas en un solo e5e * constan de las si"uientes artes'  Comresor: La &unci!n del comresor es incrementar la resi!n de &orma adiab3tica a >; bar ara la combusti!n del "as * la re&ri"eraci!n de las .onas calientes  C3mara de combusti!n: Donde se me.cla el combustible ("as natural+ con el aire a resi!n roduciendo asi la combusti!n  Turbina de "as: Turbom3%uina donde se roduce la e4ansi!n de "ases %ue  ro,ienen de la c3mara de combusti!n' Caldera de recueraci!n (6RS7+: La caldera de recueraci!n de calor o 6RS7 (/eat reco,er* steam "enerator+ en un ciclo combinado es el elemento encar"ado de aro,ec/ar la ener"#a de los "ases de escae de la turbina de "as trans&orm3ndola en ,aor ara aro,ec/arla en el ciclo de ,aor' Sus artes  rinciales son:  Sobrecalentadores * Recalentadores$ son los intercambiadores %ue se encuentran en la arte m3s cercana a la entrada de los "ases rocedentes de la combusti!n en la turbina de "as$ el ,aor %ue sale *a est3 listo ara ser en,iado a la turbina de ,aor   E,aoradores$ son intercambiadores %ue aro,ec/an el calor de los "ases de escae de temeratura intermedia ara e,aorar el a"ua a la resi!n del circuito corresondientes  Economi.adores$ son los intercambiadores encar"ados de recalentar el a"ua de alimentaci!n con el calor residual de los "ases de escae$ aro,ec/ando su ener"#a con lo %ue aumentamos el rendimiento de nuestra instalaci!n * e,itamos saltos bruscos de temeratura en la entrada de a"ua'  Calder#n$ es el lu"ar de donde se alimenta el e,aorador de a"ua * el sobrecalentador de ,aor' uede /aber di&erentes tios de calderines se"n la turbina de ,aor %ue alimenten *a sean de ba5a$ media o alta resi!n'

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Ciclo de ,aor: Ac3 se roduce la e4ansi!n de los "ases %ue ,ienen  ro,enientes del caldero o 6RS7$ * tiene las si"uientes artes'  Turbina de ,aor: Turbom3%uina %ue reco"e el ,aor de a"ua * %ue$ "racias a un comle5o sistema de resiones * temeraturas$ consi"ue %ue se mue,a el e5e %ue la atra,iesa'  Des"asi&icador$ es el encar"ado de eliminar los "ases disueltos en el a"ua de alimentaci!n$ o4i"eno rincialmente * otros "ases %ue nos odr#a ro,ocar corrosiones'  Condensador$ su &unci!n es establecer el ma*or ,ac#o osible eliminando el calor de condensaci!n del ,aor de a"ua'  Bombas de condensado$ tienen or misi!n desalo5ar el condensado  roducido en el escae de la turbina' roblemas si el ni,el de condensado es demasiado alto * no %uedan tubos libres ara condensar el ,aor  7enerador' M3%uina %ue reco"e la ener"#a mec3nica "enerada en el e5e %ue atra,iesa las turbinas de "as * ,aor * la trans&orma en eléctrica mediante inducci!n electroma"nética' Las centrales eléctricas trans&orman la ener"#a mec3nica del e5e en una corriente eléctrica tri&3sica * alterna'

#E$ECCI%& 'E E$EME&TO# 'E $A CE&TRA$

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TURBINA DE AOR  Caracter#sticas  Necesitamos una otencia de >22'>> M< as# %ue otaremos or una turbina A;0= %ue uede roducir una otencia entre 0 * == M< * lle"a /asta  resiones de >F= bar * 2==@C'

Otras caracter#sticas:

TU •

TURBINA DE 7AS Caracter#sticas

 Necesitaremos una otencia de ?= M< en la turbina$ de modo %ue esco"imos la turbina de "as de modelo S7T08===6 %ue alcan.a una otencia de /asta ;==M<

Otras características:

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CONDENSADOR

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DES7ASI9ICADOR  Necesitaremos de un desgasifcador que recibirá un ujo masico de 1!1" #g$s de %a&or sobreca'entado de 'a turbina de %a&or ( un ujo de 1)1!*+ #g$s &ro%enientes de 'a bomba de condensado!

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7ENERADORES ARA LA TURBINA DE 7AS  ,endremos " generadores- uno &ara 'a turbina de gas ( otro &ara 'a turbina de %a&or! .ara 'a turbina de gas necesitaremos una que tenga )))!+/0! Escogimos esta que ''ega asta )23 /4A

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Otras características de' generador de 'a turbina de gas

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DE

ARA LA TURINA AOR

 

E' generador uti'i5ado &ara 'a turbina de %a&or tendrá una &otencia en bornes de 122!1 /0 escogiendo un generador que ''ega asta 16/4A de &otencia! •

Otras características de' generador de 'a turbina de %a&or

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6RS7

El "enerador de ,aor de recueraci!n de calor (6RS7+ roorciona el enlace termodin3mico entre las turbinas de "as * turbinas de ,aor en una central eléctrica de ciclo combinado' Cada soluci!n 6RS7 est3 diseGada a medida ara satis&acer sus necesidades de &le4ibilidad de &uncionamiento * rendimiento deseados' Esco"imos un 6RS7 de tambor 6ori.ontal' EL &lu5o de "as es /ori.ontal mientras %ue el a"ua se calienta en tubos e,aoradores disuestos ,erticalmente  roduciendo un e&ecto de circulaci!n natural * rentable' Lo esco"imos de la emresa 7eneral Electric$ l#der en &abricaci!n de 6RS7 a ni,el mundial'

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DiseGaremos un 6RS7 con las si"uientes caracter#sticas: E&iciencia: H21 Temeratura de salida de los "ases: Entre H=8>F= @C Temeratura del 6RS7 0?' 9lu5o de "as en el 6RS7: H;F' -"s resion en el 6RS7: >== Bar  9lu5o de ,aor en el 6RS7: >;?'> -"s

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BIBLIO7RA9IA

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