Centrales de ciclo convinado

Centrales de ciclo combinado

1. INTRODUCCIÓN:
La central térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad (la energía obtenida en estas instalaciones puede ser utilizada, además, para calefacción a distancia  y para la obtención de vapor de proceso) mediante la utilización conjunta de dos máquinas generadoras: 
-Una turbina de gas.
-Una turbina de vapor.
El calor noutilizado 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. Es decir, para la transformación de la energía del combustible en electricidad se superponen dosciclos: 
El ciclo de Brayton (turbina de gas): Toma el aire directamente de la atmósfera y se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o eléctrica. 

Turbina de vapor: Esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos y está basada en la tecnología convencional. Es muy habitual que la turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un mismo eje demanera que accionan un mismo generador eléctrico.
Las plantas de ciclo combinado pueden ser de gas natural, fuel, o mixtas, aunque se prefiere el gas, porque es más limpio, no contiene azufre y produce menos CO2 para la misma energía producida.

2. PARTES:
Las partes fundamentales que forman una central de doble ciclo son las siguientes:
-Turbina de gas: Consta de compresor, cámara de combustióny la propia turbina.
Compresor: Generalmente es un compresor por etapas y su función es inyectar el aire a presión por la combustión del gas y la refrigeración de las zonas calientes. 
Cámara de combustión: En este punto de la instalación es donde se mezclan el gas natural con el aire a presión y se produce la combustión. 
Turbina de gas: En ella se produce la expansión de gases queprovienen de la cámara de combustión. Consta de tres o cuatro etapas de expansión y la temperatura de los gases en la entrada está alrededor de 1.400ºC saliendo de la turbina a temperaturas superiores a los 600ºC. 
-Caldera de recuperación: En esta caldera convencional el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovechan en un ciclo de agua-vapor. 
-Turbina de vapor: Esta turbinaacostumbra a ser de tres cuerpos y está basada en la tecnología convencional. Es muy habitual que la turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un mismo eje de manera que accionan un mismo generador eléctrico.
Las partes restantes están representadas en el siguiente diagrama:

3. FUNCIONAMIENTO:
En lo que hace referencia al ciclo de gas se lleva a cabo una combustión, estoes combustible (gas natural) + aire. El aire se capta de la atmosfera (punto 1) y pasa por un compresor, este lo que hace es aumentar la presión del aire y elevar su temperatura (punto 2). Al elevar la temperatura del aire de entrada se necesita menos combustible para llevar a cabo la combustión. En una combustión se genera CO2, vapor de agua, SOx y NOx, nitrógeno y oxígeno (gases de escape). Losgases de escape están a una temperatura muy elevada (punto 3) (unos 1350 ºC) y se hacen pasar por una turbina que disminuye la presión y con ello la temperatura, sobre unos 600 ºC (punto 4). Esta turbina se acopla a un alternador y ya tenemos el primer punto de producción de electricidad. Los gases de escape se hacen pasar por un intercambiador de calor (es un equipo que permite el intercambio decalor entre un fluido caliente y un fluido frío (con estos equipos se hacen subir y bajar temperaturas de las corrientes en las industrias) lo que hace que disminuya su temperatura para poder ser emitidos por la chimenea a la atmosfera (punto 5). Aquí ya interviene el segundo ciclo, el de vapor. Al enfriar los gases de escape en el intercambiador, se cede calor a otra corriente que es la de agua,...