Ciclos Combinados
Introducción:
El ciclo combinado ah sido un método muy utilizados en las centrales eléctricas como beneficio de minimizar el uso exclusivo del carbono, haciendo una combinación con el gas así para accionar una segunda turbina de vapor y cada una acoplada a un alternador para generar la energía eléctrica.
En en sentido mas amplio, una planta de "ciclo combinado" consiste en la integración de dos o mas ciclos termodinámicos energéticos, para lograr una conversión mas completa y eficiente de la energía aportada en trabajo potencia
Termodinamicamente, esto implica la unión de un ciclo brayton de gas a alta temperatura con in ciclo rankie de moderada temperatura, el calor residual del escape del ciclo brayton sirve como calor de aporte al ciclo rankie
Una Central Térmica de Ciclo Combinado es un planta de producción energía eléctrica basada en dos máquinas térmicas, con dos ciclos térmicos diferentes: turbina de gas y turbina de vapor. El calor no utilizado por uno de los ciclos (la turbina de gas) se emplea como fuente de calor del otro (el ciclo agua-vapor que alimenta la turbina de vapor). De esta forma los gases calientes de escape del ciclo de turbina de gas entregan la energía necesaria para el funcionamiento del ciclo de vapor acoplado. Esta configuración permite un muy eficiente empleo de combustible, con rendimientos que superan el 55% (es decir, más del 55% de la energía contenida en el combustible se convierte en energía eléctrica).
La energía obtenida en estas instalaciones puede ser utilizada, además de la generación eléctrica, para calefacción a distancia y para la obtención de vapor de proceso.
¿Cómo es una central de ciclo combinado?
un circuito típico de un ciclo combinado para generación de energía eléctrica, de un sólo nivel de presión. El aire aspirado desde el ambiente ingresa a la turbina de gas, es comprimido por un compresor, a continuación se mezcla con el combustible en la cámara de combustión para su quemado. En esta cámara el combustible ingresa atomizado. Los gases de combustión calientes se expanden luego en la turbina de expansión proporcionando el trabajo para la operación del compresor y del generador eléctrico asociado al ciclo de gas.
Los gases de escape calientes salientes de la turbina de gas, a temperaturas superiores a los 500 ºC ingresan a la caldera de recuperación. En esta caldera de recuperación se produce el intercambio de calor entre los gases calientes de escape y el agua a alta presión del ciclo de vapor; es decir, el aprovechamiento del calor de los gases de escape llevando su temperatura al valor más bajo posible. Los gases enfriados son descargados a la atmósfera a través de una chimenea. En relación con el ciclo de vapor, el agua proveniente del condensador se acumula en un tanque de alimentación desde donde se envía a distintos calderines de alimentación de intercambiadores de calor de la caldera de recuperación, según se trate de ciclos combinados de una o más presiones.
En la caldera de recuperación el agua pasa por tres tipos de sectores:
1) Economizadores, que elevan la temperatura del agua hasta casi la temperatura de ebullición
2) Los sectores de evaporación, situado en la zona central de la caldera, donde se produce el cambio de fase líquido-vapor (apenas se eleva la temperatura, sólo se vaporiza el agua).
3) Los sectores de sobrecalentamiento, que hace que el vapor adquiera un mayor nivel energético, aumente su entalpía, aumentando su temperatura. Está situado en la zona más próxima al escape de la turbina, donde la temperatura es más alta, 500 ºC o más.
El vapor producido se expande ahora en una turbina de vapor. El vapor pierde su energía y se vuelve a condensar en el condensador, a presión inferior a la atmosférica.
Además de la flexibilidad de utilización, ya sea para generación de energía eléctrica como para obtención de vapor, este tipo de configuración permite la conversión o “repowering” de instalaciones térmicas con turbinas de vapor con el consiguiente aumento de la eficiencia integral de las mismas.
Los fabricantes de turbinas de gas y plantas de ciclo combinado indican las siguientes razones para justificar el mayor uso de los mismos:
Aspectos positivos y limitaciones de los ciclos combinados.
1) Disponibilidad de grandes volúmenes de gas natural.
2) Posibilidad de uso de otros combustibles, diesel, carbón gasificado, etc., con rendimientos elevados pero con limitaciones en el funcionamiento de los quemadores. El diseño se optimiza para gas natural.
3) Elevados rendimientos con buen factor de carga.
4) Bajo impacto ambiental en relación con las emisiones de NOx y menor eliminación de calor al medio ambiente.
5) Menores requerimientos de refrigeración respecto a una central convencional de igual potencia.
6) Bajos costos de capital y cortos plazos de entrega de las plantas, para los niveles de eficiencia obtenidos.
7) Ventajas asociadas a la estandarización de componentes, con la simplificación de su montaje y mantenimiento.
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Conclusión:
Con esto no damos cuenta que tiene muchas ventajas el ciclo combinado principalmente el bajo costo del combustible, además de que son económicas y son muy eficientes, es importante la implementación de ellos, algunos inconvenientes que se podrán presentar ess el agua que sale de las torres de refrigeración y vuelve l río o mar pude obtenerse problemas con el ecosistema que no se adapte a las temperatura, ademáas de la provocación de lluvia ácida.
Fuentes Consultadas
http://www.cicloscombinados.com/cicloscombinados.html
http://ocw.uniovi.es/pluginfile.php/1012/mod_resource/content/1/1C_C12757_0910/04_GT14_Centrales_termicas_de_ciclo_combinado.pdf
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