Central de ciclo combinado

CENTRAL DE CICLO COMBINADO

La central térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad a partir de la energía térmica del combustible mediante la utilización conjunta de dos turbinas:
Un turbogrupo de gas.
Un turbogrupo de vapor.
Es decir, para la transformación de la energia del combustible en electricidad se superponen en dos ciclos termodinámicos:
El ciclo de Brayton(turbina de gas): toma de aire directamente de la atmosfera y se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o eléctrica.
El ciclo de Rankine (turbina de vapor): donde se relaciona el consumo de calor con la producción de trabajo o creación de energía a partir de vapor de agua.

2.-ELEMENTOS, COMPONENTES.
Para entender el funcionamiento de una centraltérmica de ciclo combinado hay que conocer primero las partes que la forman:
Turbina de gas. Que consta de:
Compresor. Comprime el aire a alta presión para mezclarlo posteriormente en la cámara de combustión del gas.
Camara de combustión. Donde se produce la combustión del combustible en unas condiciones de temperatura y presión que permiten mejorar el rendimiento del proceso, con el menor impactoambiental posible.
Turbina de gas. Donde se produce la expansión de gases que provienen de la cámara de combustión.
Caldera de recuperación. En esta caldera convencional, el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de agua-vapor.
Turbina de vapor. Esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos y esta basada en la tecnología convencional.
3.- FUNCIONAMIENTO.El gas se conduce desde su acometida (1) hasta la cámara de combustión de la turbina de gas (2) donde se mezcla con el aire que entra desde el compresor (3) para proceder a su combustión y posterior expansión. La energía se transforma, a través de los alabes, en energía mecánica de rotación que se transmite a su eje. Parte de esta potencia es consumida en arrastrar el compresor y el resto mueve elgenerador eléctrico (4), que esta acoplado a la turbina de gas para la producción de electricidad. El rendimiento de la turbina aumenta con la temperatura de entrada de los gases, que alcanzan unos 1300 ºC, y que salen de la ultima etapa de expansión en la turbina a unos 600 ºC.
Los gases de combustión se conducen a la caldera de recuperación (7) para aprovechar su energía remanente. A partir deeste momento se pasa a un ciclo convencional de vapor/agua. Por consiguiente, este vapor se expande en una turbina de vapor (8) que acciona, a través de su eje, el rotor de un generador eléctrico (9) que, a su vez, transforma la energía mecánica rotatoria en energía de media tensión y alta intensidad. A fin de disminuir las perdidas de transporte, al igual que ocurre con la electricidad producidaen el generador de turbina de gas, se eleva su tensión en los transformadores (5), para ser llevada a la red general mediante las líneas de transporte (6).
El vapor saliente de la turbina pasa al condensador (10) para su licuación mediante agua fría que proviene de un rio o mar. El agua de refrigeración se devuelve posteriormente a su origen, rio o mar (ciclo abierto) o se hace pasar a través detorres de refrigeración (11) para su enfriamiento, en el caso de ser un sistema de ciclo cerrado.
Conviene señalar que el desarrollo actual de esta tecnología tiende a acoplar las turbinas de gas y de vapor al mismo eje, accionando así conjuntamente el mismo generador eléctrico.
IMPACTO AMBIENTAL
Con este nombre se conocen las centrales que utilizan gas natural como combustible y que paragenerar electricidad emplean la tradicional turbina de vapor y una turbina de gas que aprovecha la energía de los gases de escape de la combustión. Con ello se consiguen rendimientos termoeléctricos del orden del 55%, muy superiores al de las plantas convencionales.
Este elevado rendimiento es uno de los factores que explican el interés de las compañías por la construcción de dichas plantas,...