ciclo combinado

LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
EN CENTRALES TÉRMICAS

1

INTRODUCCIÓN A LOS CICLOS COMBINADOS
UNA REVISIÓN A LOS ORÍGENES Y CARACTERÍSTICAS
DE ESTA TECNOLOGÍA APLICADA A LA GENERACIÓN
DE ENERGÍA ELÉCTRICA

2

Ciclo Combinado
• Se denomina CICLO COMBINADO cuando una máquina de
generación o central emplean en su diseño más de un ciclo
termodinámico.
• Tambien suele identificarse como plantaCCPP (Combined
Cycle Power Plant), o planta CCGT (Combined Cycle Gas
Turbine).

3

Como Opera un Ciclo Combinado
• En estas plantas, una turbina a gas (TG) mueve un
generador.
• El calor de escape de la TG es utilizado para producir vapor
que se emplea en la generación adicional de electricidad con
un generador impulsado por una turbina a vapor (TV).
• Esta última etapa del proceso aumenta laeficiencia de
generación de energía de la planta.

4

Como Opera un Ciclo Combinado (II)
• En una central térmica, el calor de alta temperatura,
usualmente producto de la combustión de un combustible
fósil, es la energía entrante a la planta.
• Esta energía entrante es convertida a electricidad como una
de las salidas de la planta.
• La otra salida es calor de baja temperatura y no es
aprovechado enel proceso de conversión energética que
ejecuta la central.

5

El Rendimiento de un Ciclo Combinado
• El rendimiento de un ciclo térmico será tanto mayor cuanto
mayor sea la diferencia de temperatura entre el calor de
entrada y el de salida. Este enunciado se conoce como
eficiencia de Carnot.
• En una planta real, el valor máximo de temperatura
admisible de operación del ciclo estará relacionadoa las
propiedades de los materiales empleados en la construcción
de las máquinas que participan del ciclo térmico.
• El Ciclo Combinado (CC) verifica la condición de una
importante diferencia de temperaturas entrada / salida, al
combinar los ciclos termodinámicos de Brayton (gas) y
Rankine (vapor).
• El rendimiento de un CC alcanza en la actualidad valores
cercanos al 60 %
6

LOS CICLOSCOMBINADOS

7

Una primera noción (I)
• Se llama CICLO COMBINADO a una planta de potencia con las
siguientes características:
• en ellas funcionan al mismo tiempo diferentes motores
térmicos.
• se vinculan entre ellos por medio de diversas ligaduras
másicas o energéticas.

8

Una primera noción (II)
• La
ventaja
de
los
CICLOS
COMBINADOS
es
el
aprovechamiento del calor residual de uno de los motores
comoenergía aportada a otro de los motores.
• Con este recurso se recobra una porción de la exergía
contenida en el calor residual, con trabajo ejecutado a partir
de ella.
• La conjunción de estos aprovechamientos energéticos +
exergéticos resultan en una mejor utilización de la energía.
• La aplicación tecnológica más empleada son los ciclos
combinados TG+TV, con los que a la fecha se han logradolos
menores costos variables en centrales térmicas.

9

Una primera noción (III)
• Las primeras propuestas y construcción de CICLOS
COMBINADOS se produjeron hace casi 100 años atrás.
• Con las tecnologías disponibles en ese momento, los ciclos
empleados eran del tipo Rankine de diferentes fluidos, como
por ejemplo mercurio y agua.
• Con la aparición en el mercado de las TG surgió la posibilidad
delCC TG+TV. Sin mayores beneficios sobre los ciclos TV
convencionales, recién a partir de los años 60, con las
mejoras producidas en los turborreactores, el rendimiento
mejorado obtenible los convirtió en la mejor elección para la
producción de grandes volúmenes de energía.

10

La razones de la elección de un
ciclo combinado

• Esta tecnología brinda el mejor rendimiento, y por tanto el
menorcosto, para una planta térmica de generación. La
masiva elección de esta tecnología para el servicio de
abastecimiento de energía térmica han básicamente
contribuido dos razones:
• los incrementos admitidos en la temperatura de entrada
de la TG, que acarrea un mayor rendimiento de la turbina
y temperaturas más altas de los gases de escape. Y estos
gases más calientes aportan una mayor energía...