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ANÁLISIS DEL DISEÑO
TERMODINÁMICO DE CENTRALES
ELÉCTRICAS DE CICLO COMBINADO
Jaime Mendoza Nalvarte
Piura, 28 de Agosto de 2002

FACULTAD DE INGENIERÍA
Área Departamental de Ingeniería Mecánico-Eléctrica

Agosto 2002

ANÁLISIS DEL DISEÑO TERMODINÁMICO DE CENTRALES ELÉCTRICAS DE CICLO COMBINADO

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Repositorio institucional PIRHUA – Universidad de Piura

UNIVERSIDAD DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA

“Análisis del diseño termodinámico de centrales eléctricas de ciclo
combinado”

Tesis para optar el Título de
Ingeniero Mecánico Eléctrico

Jaime William Mendoza Nalvarte

PRÓLOGO

En vista del creciente costo y cada vez menor disponibilidad de recursos de
combustiblesfósiles convencionales en el futuro, es muy importante que los ingenieros
estudien cuidadosamente la manera en que podrían aumentar la eficiencia en la utilización
de la energía.
Esto ha motivado la continua búsqueda de eficiencias térmicas más altas, lo que ha
originado algunas innovaciones en los ciclos térmicos básicos de generación de potencia.
Entre ellos, se encuentra de manera predominantelos ciclos de potencia que se componen
de dos ciclos independientes conocidos como ciclos combinados donde el calor rechazado
por un fluido se emplea como la entrada de calor para el otro fluido que opera a una
temperatura inferior.
Es conveniente desde el punto de vista de la ingeniería, aprovechar las
características deseables del ciclo de turbina de gas a altas temperaturas y usar losgases de
escape de alta temperatura como la fuente de energía en un ciclo inferior, como el ciclo de
potencia de vapor.
Los recientes desarrollos en la tecnología de las turbinas de gas han hecho al ciclo
combinado de gas-vapor de una economía muy atractiva. El ciclo combinado aumenta la
eficiencia sin incrementar de modo apreciable el costo inicial. En consecuencia, muchas
plantas de potencianuevas operan con ciclos combinados, de tal forma que muchas plantas
de vapor o de turbinas de gas se están convirtiendo en plantas de potencia de ciclo
combinado. Se tiene conocimiento en la actualidad de eficiencias térmicas por encima de
50 por ciento como resultado de esta aplicación.
En el presente trabajo se realiza un análisis, desde el punto de vista termodinámico,
del diseño decentrales eléctricas de ciclo combinado. Este trabajo constituye un primer
paso y un aporte a la línea de investigación que se viene desarrollando en el sector térmico
del área de Ingeniería Mecánica-Eléctrica de la universidad de Piura; un estudio sobre
generación térmica de energía eléctrica a cargo del Ing. Rafael Saavedra.
Deseo expresar mi agradecimiento a todas aquellas personas que, de unmodo u
otro colaboraron con el desarrollo del presente trabajo, de manera muy especial al Ing.
Rafael Saavedra gestor de la presente tesis y sobretodo al Ing. Martín Flores, por el gran
apoyo, sugerencias oportunas y tiempo brindado durante el desarrollo de la misma.

RESUMEN

El objetivo del presente trabajo es ofrecer a los alumnos y personas interesados un
estudio y evaluación, desde elpunto de vista termodinámico, del diseño de centrales
eléctricas de ciclo combinado, concepto que en la actualidad viene predominando en las
modernas centrales de generación térmica de energía eléctrica.
Se elabora un programa, como herramienta de sustento, para el desarrollo del
presente análisis. Dicho programa permite encontrar las prestaciones de diseño de
centrales de ciclo combinadodesde las más simples (un nivel de presión) hasta las más
sofisticadas (tres niveles de presión con recalentamiento intermedio). El programa de
cálculo denominado “ciclocombinado” ha sido hecho en plataforma Matlab 5.3 de la
MathWorks. En este se pueden visualizar los parámetros termodinámicos así como los
perfiles de temperatura de diseño de la central de ciclo combinado.
Este trabajo...