Ante cualquier proyecto de optimización de mantenimiento es necesario no sólo conocer las técnicas y herramientas mostradas a lo largo del portal sino también las características de las diferentes arquitecturas de planta e instalaciones. En esta entrada se hablará de la central de ciclo combinado como sistema de generación eléctrica frente al tradicional simple o de rankine, que es una
Central Térmica de Combustible Fósil.
Centrales Térmicas
Se trata de centrales de producción de energía eléctrica a partir de la la realización de ciclos termodinámicos agua-vapor. Estos ciclos son independientes del combustible quemado, puesto que a nivel termodinámico el propósito es el mismo, lo que cambia son los equipos y sistemas utilizados en cada caso.
Los dos ciclos más básicos para esta conversión de energía térmica en eléctrica son el de Carnot y el de Rankine. En ambos se distinguen 4 grandes elementos, que se describirán a continuación sin entrar en mayor detalle sobre sistemas y rendimiento.
Caldera
Conversión de agua en fase líquida a vapor. Se trata de dispositivos en los que el calentamiento y cambio de estado se realiza a presión y temperatura constante.
Turbina
Se produce un fenómeno de expansión del vapor, produciéndose energía mecánica y a través del alternador acoplado la generación eléctrica
Condensador
El vapor que sale de la turbina es condensado.
Bomba
El líquido condensado se bombea a la caldera restaurándose el ciclo termodinámico.
Estos sistemas de ciclo simple presentan como punto crítico la relación de temperaturas entre el foco caliente y frío, que se ha de tratar de disminuir para que el rendimiento termodinámico se máximo.
Central de Ciclo Combinado
Combina dos ciclos simples, uno de gas y otro de vapor.
Este tipo de plantas suponen una optimización de las de ciclo simple puesto que tras la preparación del gas para su trabajo en la turbina (en la estación de regulación y medida), se aprovecha su energía térmica residual para producir vapor sobrecalentado a alta presión utilizado para el ciclo de vapor.
Por tanto, como ventajas se esta produciendo un incremento de la energía eléctrica generada, utilizada en parte para amortizar gastos extra en caldera de recuperación y necesidad de un tratamiento más exhaustivo en el agua de circulación, pero fundamentalmente una mejora de los rendimientos térmicos y eléctrico (en el que se puede pasar de un 36 a un 48% de rendimiento). Adicionalmente se tienen reducciones en los niveles de emisiones de CO2 por lo que se trata de una instalación de menor coste social y medioambiental.
Finalmente, al generar electricidad en dos puntos distintos del sistema, el conjunto resulta más elástico pudiéndose adaptar muy bien a las fluctuaciones de la demanda tanto eléctrica como térmica.
Croquis:
Dentro del ciclo podemos distinguir:
- Foco caliente. Sistema de combustible que aporta calor al sistema que desarrolla el ciclo térmico; en este caso, el gas tratado en la estación de regulación y medida previa a la central de ciclo combinado. (color naranja).
- Sistema que desarrolla el ciclo térmico (en rojo y amarillo).
- Foco frío. Sistema de enfriamiento que retira el calor por intercambio con un fluido de temperatura cercana al ambiente (agua y aire). (color azul).
Equipos Rotativos
En la mayor parte de las plantas de este tipo os encontraréis con los siguientes equipos:
- Grupo Electrógeno de gas
- Grupo Electrógeno de vapor
- Bombas de refrigeración de circuito abierto
- Bombas de refrigeración de circuito cerrado
- Grupos de Agua de circulación
- Torres de refrigeración
- Bombas de Condensado
- Transporte por vacío (bombas) en el condensador
- Bombas de Alimentación de caldera alta, media y baja presión
- Sistemas auxiliares de tratamiento de Gas
- Servicios de Lubricación y Aceite
- Grupos de Servicios Auxiliares de Planta
- Servicios Diesel y Eléctrico de Emergencia
Tour Fotográfico
¿Quieres saber más?
Si es así, ponte en contacto con el portal. Tengo experiencia de haber trabajado en algún que otra central de ciclo combinado, conociendo sus problemas y tipo de mantenimiento.
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