CONVERSION DE ENERGIA

Daniel Castilla Puello, Carlos López Pautt, CONVERSIÓN DE ENERGÍA
Universidad Tecnológica de Bolívar, 2013

ANÁLISIS Y CÁLCULOS DE ÍNDICES PARA UNA CENTRAL TERMOELÉCTRICA
DE CICLO COMBINADO 2X1 (TERMOFLORES)
CARLOS LÓPEZ PAUTT (1), DANIEL CASTILLA PUELLO (2 )
Universidad Tecnológica de Bolívar, Facultad de Ingeniería Mecánica,
Cartagena de Indias 2013_______________________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN

El control en los parámetros de funcionamiento de una central termoeléctrica es de
mucha importancia para tener toda la maquinaria funcionando correctamente y
aprovechar al máximo el combustible que se esté usando.
Como primera instancia se tiene un ciclo combinado con una configuración 2X1,
como bien sabemos en este tipo de centralestermoeléctricas la energía térmica
del combustible es transformada por electricidad mediante dos ciclos
termodinámicos; Ciclo Brayton y Ciclo Rankin, turbina de gas y turbina de vapor
respectivamente.
De aquí viene el llamado ciclo combinado 2X1 ya que se configuro para que
estuvieran dos ciclos Brayton y un ciclo Rankin.
Partiendo de esto se tomaron diferentes parámetros para obtener cálculos
estequiometricosdel combustible que se utilizó en el ciclo combinado, en ente
caso usamos gas natural, seguidamente se inició con el análisis de los ciclos con
turbina de gas para llegar después al ciclo de vapor.
Todo esto se realizó para el cálculo de índices en nuestra central, en estos índices
tenemos como, la eficiencia, el Heat Rate, consumo especifico de combustible,
consumo especifico de vapor, etc.

1Daniel Castilla Puello, Carlos López Pautt, CONVERSIÓN DE ENERGÍA
Universidad Tecnológica de Bolívar, 2013

OBJETIVOS
Objetivos Generales
Utilizar los conocimientos obtenidos en termodinámica y conversión de energía
para el análisis de una central termoeléctrica de ciclo combinado 2X1
Objetivos específicos
 Realizar cálculos de los diferentes indicadores, heat rate, consumo especifico
decombustible y consumo especifico de vapor.
 Aplicar todos los conocimientos adquirido en clase para la realización del
trabajo a continuación.
 Buscar información que nos ayude a conocer más a fondo las diferentes
configuraciones de los ciclos termodinámicos, más exactamente de 2X1.

1. CICLOS DE GENERACIÓN DE POTENCIA
1.1

Ciclo Brayton

El ciclo Brayton es un ciclo de combustión interna muy apropiadopara la
maquinaria rotativa. La transferencia de energía como calor ocurre es una cámara
de combustión que esta fuera del dispositivo de expansión (turbina). La ventaja de
este ciclo es que evita las complejidades y el uso de pesadas maquinas
reciprocantes de pistón. [1]
En este ciclo de generación de potencia el aire se comprime al inicio en forma
adiabática en un compresor rotatorio axial o enuno centrifugo. Seguidamente el
aire entra en una cámara de combustión donde se inyecta y quema a presión
esencialmente constante. Luego los productos de la combustión se expanden a
través de una turbina hasta alcanzar la presión ambiente de los alrededores. Un
ciclo compuesto por estos tres pasos recibe el nombre de ciclo abierto, ya que el
ciclo en realidad no se completa. Los ciclos de lasturbinas de gas reales son
ciclos abiertos ya que se debe introducir aire en forma continua en el compresor.
Si se desea evaluar un ciclo cerrado, los productos de la combustión que se han
expandido a través de la turbina deben enviarse a través de un intercambiador de
calor, donde este elimina el gas hasta que se obtiene la temperatura inicial.

2

Daniel Castilla Puello, Carlos López Pautt,CONVERSIÓN DE ENERGÍA
Universidad Tecnológica de Bolívar, 2013

(a)

(b)

Figura 1. (a) Ciclo Brayton abierto y (b) ciclo Brayton cerrado

La figura 1 muestra los componentes que intervienen en un ciclo Brayton, que
puede ser abierto (a) o cerrado (b).
En el sistema que se analiza en este trabajo el cual es la planta de termoflores
exactamente en los bloques energéticos 2, 3 y 4 los cuales por ser un...