Centrales termicas part 1

CENTRALES TERMICAS

Pedro Fernández Díez
http://libros.redsauce.net/

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I.- INTRODUCCIÓN A LOS GENERADORES DE VAPOR
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I.1.- INTRODUCCIÓN Las calderas utilizan el calor para convertir agua líquida en vapor, que se destina a una gran variela producción de energía eléctrica dad de aplicaciones, entre las que se encuentran    su disponibilidad   elcalentamiento en procesos industriales

El vapor de agua es un recurso fundamental por  sus propiedades ventajosas .
 su naturaleza no tóxica 

Los flujos de vapor y sus condiciones de presión y temperatura, pueden variar:
- Desde 0,1 kg/seg para su utilización en un determinado proceso, hasta más de 1250 kg/seg en el caso de grandes plantas de generación de energía eléctrica - Desde 1 bar y100ºC para algunas aplicaciones de calentamiento, hasta más de 310 bar y 600ºC en plantas energéticas de ciclo avanzado

La utilización de determinados combustibles  petróleo

 carbón 

 gas natural 

y sus diferentes formas de manipulación,

aumentan la complejidad y variedad de las unidades generadoras de vapor. La energía nuclear tiene también un papel importante en el sector dela generación de energía eléctrica, aunque su futuro, al menos en España, sigue siendo incierto a corto plazo. Otras fuentes de calor para la generación de electricidad, son una gran variedad de materiales de biomasa y de subproductos de procesos industriales, como la turba, la madera y sus desechos, la paja, los posos del café, las cáscaras de cereales, los desechos de las minas de carbón, elcalor residual de factorías siderúrgicas, las energías geotérmica y solar, así como los procesos de generación de vapor asociados a los de recuperación de subproductos en determinados procesos, como la fabricación de pasta de papel, los residuos sólidos municipales y la destrucción de residuos sanitarios peligrosos. Los generadores de vapor diseñados para cumplimentar tales objetivos, pueden ser:
a)Pequeñas calderas prefabricadas montadas en factoría, completamente equipadas y automatizadas, que queman gas y pueden suministrar vapor, a las que sólo hay que acoplar la chimenea y conexiones b) Calderas energéticas de potencia para producir 1300 MW, Fig I.1, que entran dentro del grupo de las grandes calderas energéticas; se montan y construyen en el lugar de emplazamiento y pueden producir másde 1250 kg/seg de vapor, a 275 bar y 550ºC; estas unidades, o sus equivalentes nucleares, forman parte de los sistemas actuales que se encuentran en explotación, siendo de gran complejidad.
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c) Otras calderas energéticas de menor potencia, como las utilizadas en plantas de generación de electricidad que queman 700 Tm/día de residuos en masa incandescente, Fig I.2, o las de combustión enlecho fluido circulante, etc

Para obtener un sistema generador de vapor que cumplimente las características de un determinado suministro de vapor en cualquiera de estas aplicaciones, hay que compaginar la ciencia fundamental, la tecnología, datos empíricos y experiencia, con el equipamiento más económico posible. Otros factores que se integran en el proceso de diseño son:
Las característicasdel combustible La protección del medio ambiente El rendimiento térmico Las características funcionales Los costes de explotación (producción-control-mantenimiento) Los requisitos legales y las condiciones climatológicas y geográficas locales, etc.

por lo que el diseño implica ponderar todos los factores mencionados tan complejos y, a veces, tan contrapuestos. Por ejemplo, la reducción delcontaminante NOx puede requerir una caldera con gran volumen de hogar, elevando los costes de inversión e incrementando los de mantenimiento. Hay que procurar que el diseño del generador de vapor se oriente hacia determinadas tendencias, para facilitar la mejor opción posible en base a las siguientes consideraciones:

Fig I.1.- Generador de vapor Zimmer de carbón pulverizado para planta energética...