Generador Termoelectrico
Conceptos de Generación Termoeléctrica:
Combustibles Utilizados e Impactos
Ambientales.
Primera Parte
Sabino Mastrángelo
El proceso fundamental de funcionamiento de las centrales termoeléctricas
está basado en la conversión de energía
térmica en energía mecánica, y a partir
de ésta, en energía eléctrica.
La conversión de energía térmica en
energía mecánica seproduce a través
del uso de un fluido que producirá
trabajo, en su proceso de expansión, en
las turbinas térmicas. La conversión de la
energía mecánica en eléctrica se efectúa
a través del accionamiento mecánico de
un generador eléctrico acoplado al eje
de la turbina. La producción de energía
térmica se puede dar por la transformación de energía química de los combustibles a través delproceso de combustión,
o de origen nuclear de los combustibles
radiactivos a través de la fisión del
núcleo.
Las centrales termoeléctricas convencionales pueden ser clasificadas de acuerdo
con el método de combustión utilizado
como de:
- Combustión
Combustión
externa: son aquéllas
donde el combustible no entra en
contacto con el fluido de trabajo. La
combustión externa es un procesousado principalmente en las centrales
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térmicas a vapor, donde el combustible calienta el fluido de trabajo, en
general agua, en una caldera hasta
producir vapor que luego se expande
en una turbina, donde producirá
trabajo mecánico.
- Combustión
interna son aquéllas
interna:
donde la combustión se efectúa sobre
una mezcla de aire y combustible,
siendo el fluido de trabajo elconjunto
de productos de combustión. Este
proceso de combustión interna se
produce en las turbinas a gas y en las
unidades térmicas de movimiento
alternativo (a pistón) como los
motores ciclo Otto o Diesel.
En el esquema siguiente se muestra un
diagrama simplificado de una central
termoeléctrica de combustión externa (a
vapor). Al quemar el combustible se
produce calor dentro de lacaldera que
transforma el líquido en vapor. El vapor
se expande a medida que la presión se
reduce en la turbina a vapor, generando
energía. El vapor que sale de la turbina
va al condensador, dónde se extrae el
calor, retornando nuevamente al estado
líquido. Finalmente el líquido es bombeado nuevamente a la caldera cerrando el ciclo.
Sabino Mastrángelo
Boletín Energético No 10
AtmTurbina a Vapor
Vapor
Caldera
Combustible
Generador
Agua
En el diagrama siguiente se presenta el
esquema de funcionamiento de las
Turbinas a Gas (TG), donde se utilizan
los productos de combustión como
fluido de trabajo para su expansión en la
turbina.
Combustible
Condensador
Bomba
Atm
Cámara de
Combustión
Compresor
Generador
Turbina a Gas
Aire
Los gasesque salen a la atmósfera,
luego de haberse expandido en la
turbina de gas, todavía tienen una
energía importante. Si estos se aprovechan, a través de un intercambiador de
calor, obtenemos lo que se denomina
comúnmente como Ciclo Combinado
(TG + TV). Usualmente por cada 2 MW
TG se obtiene 1 MW
adicional TV sin inyectar
combustible adicional.
Combustible
Atm
Turbina a Vapor
VaporCombustible
Intercambiador
de Calor
Generador
Agua
Condensador
Bomba
Cámara de
Combustión
Generador
Compresor
Turbina a Gas
Aire
Sabino Mastrángelo
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Boletín Energético No 10
Los combustibles usualmente aplicados
en las centrales a vapor son, carbón
mineral, biomasa (madera, bagazo de
caña, basura, etc.), derivados pesados
del petróleo (fuel oil, residuoasfáltico,
etc.) y gas natural. En las turbinas de gas
se utiliza gas natural y derivados intermedios de petróleo (diesel oil, gas oil).
En el caso de las centrales nucleares, el
calor para el calentamiento del agua no
es producido por un proceso de combustión, sino por la energía generada por el
proceso de fisión nuclear (reacción en
cadena controlada), que se produce
dentro del...
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