Termodinamica

CICLO COMBINADO Y CICLO DUAL



FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

CICLO COMBINADO

Podríamos definir una Central de Ciclo Combinado como un sistema energético altamente eficiente, de bajos costes de inversión en comparación con los restantes Sistemas Energéticos de Generación de Electricidad, de un corto plazo de ejecución, con una granflexibilidad de operación, con un bajo impacto ambiental, que puede instalarse próximo a los Centros de consumo, con el consiguiente ahorro en pérdidas por transporte, y sin que sea necesario instalar nuevas líneas de Alta Tensión, y usando un combustible, de fácil transporte y manejo como es el Gas Natural. El Ciclo Combinado permite una amplia variedad de configuraciones para adaptarse a lasnecesidades de cada mercado: subidas y bajadas rápidas de carga, cortos tiempos de arranque partiendo de máquina parada,…etc. He aquí algunas de las configuraciones más usuales que están operando.

Se denomina ciclo combinado en la generación de energía a la coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es el vapor de agua y otro cuyo fluido de trabajo esun gas producto de una combustión.
Una variante del ciclo combinado de contrapresión clásico, es el ciclo combinado a condensación que se realiza en procesos estrictamente cogenerativos. Se basa en una gran capacidad de regulación ante demandas de vapor muy variables.
El proceso clásico de regulación de una planta de cogeneración consiste en evacuar gases a través del bypass cuando la demandade vapor es menor a la producción y utilizar la post-combustión cuando sucede lo contrario.
Bajando sensiblemente su potencia, no se consigue su adaptación a la demanda de vapor, debido a una importante bajada en el rendimiento de recuperación, ya que los gases de escape mantienen prácticamente su caudal y bajan ostensiblemente su temperatura. Por ellos, las pérdidas de calor se mantienenprácticamente constantes, y la planta deja de cumplir los requisitos de rendimiento.
Por el contrario, un ciclo de contrapresión y condensación permite aprovechar la totalidad del vapor generado, regulando mediante la condensación del vapor que no puede usarse en el proceso, produciendo una cantidad adicional de electricidad.

¿Por qué el boom de los Ciclos Combinados?
Si a las característicasgenerales de los Ciclos Combinados añadimos la liberalización de los mercados eléctricos facilitando la entrada de nuevos generadores y el hecho, al menos de partida, de un combustible barato, tendremos la explicación del entusiasmo por este tipo de instalaciones.

EFICIENCIA:
49% - 58% Ciclo Combinado
37% - 44% Centrales de F.O. ó carbón.
INVERSIÓN:
450 E/KW Ciclo Combinado
800 –900 E/KW Carbón
1500 E/KW Nuclear
PLAZO EJECUCIÓN:
2 Años Ciclo Combinado
3,5 Años Carbón
5 Años Nuclear

EMISIONES:
CO2 NOx SO2 Cenizas
Combinado: 0,45 Kg/KWh ≤75 mg/Nm3 O O
Carbón: 1 Kg/KWh ≥200 mg/Nm3 ≥200mgr/Nm3 50mgr/Nm3TIEMPOS DE ARRANQUE:
(DESDE ESTADO FRIO)
PLENA CARGA ≈1 h. Ciclo Combinado
>7h. Ciclo Carbón
PERMISOS:
Dentro de la complejidad administrativa menor oposición social al proyecto durante la exposición pública.

Consideraciones a futuro.
Se han resaltado las ventajas que tienen los Ciclos Combinados, y el porqué del entusiasmo por este tipo de instalaciones. No hemos dicho nada del preciodel combustible, que como componente principal del coste del KWh, fue uno de los principales factores motivadores de las inversiones en Ciclos Combinados. Hace dos años el precio horizonte que barajaba para cuando entrasen en servicio los Ciclos Combinados estaba en torno a 1,7 Ptas. /Th. Hoy el panorama es bien distinto y los precios del gas a futuro, ligados a la cotización del petróleo, del...