Termoelectricas

DICIEMBRE 20 DE 2010

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PLANTAS TERMOELÉCTRICAS A VAPOR
Sergio Alejandro Medina Papagayo, Programa de Ingeniería Mecatrónica, Universidad Militar Nueva Granda, Bogotá, Colombia. e-mail: u1801359@unimilitar.edu.co

Abstract—En este trabajo se presneta una breve descripción del funcionamiento de una planta termoeléctrica y los ciclos de potencia de vapor con los cuales se puede hacer unaaproximación teórica sobre su comportamiento (ciclo de Carnot y ciclo de Rankine). Adicionalmente se muestarn y se analizan los indices de la central termoeléctrica de Termozipa en base a una visita que se le hizo a la central. Index Terms—Planta termoeléctrica, Ciclos de potencia de vapor, ciclo de Rankine, Central Termozipa.

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Residenciales. Comerciales. Industriales. Generadoras deenergía eléctrica o de potencia. pirotubulares:

1) Calderas

I. I NTRODUCTION AS plantas termoeléctricas convencionales son aquellas plantas que generan energía eléctrica a partir de la combustión de algún combustible (carbón, fueloil, ACPM, etc.) en una caldera. Sin importar cual sea el combustible que utilicen, el esquema de funcionamiento de todas las termoeléctricas clásicas esprácticamente el mismo. Las únicas diferencias consisten en el distinto tratamiento previo que sufre el combustible antes de ser inyectado en la caldera y en el diseño de los quemadores de la misma, que varían según sea el tipo de combustible empleado. Una vez en la caldera, los quemadores provocan la combustión del combustible generando energía calorífica, la cual convierte en vapor a alta temperatura el aguaque circula por una red de tubos dentro de la caldera. Este vapor, a una alta presión, mueve los alabes de una turbina generando energía mecánica, la cual es transmitida a un generador eléctrico.

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Figure 2.

Caldera pirotubular.

II. P LANTAS T ERMOELÉCTRICAS

En estas calderas los gases de la combustión son obligados a pasar por el interior de los tubos, que se encuentran sumergidosen el agua. El conjunto, agua y tubos de gases, se encuentran rodeados por una carcasa exterior. Los gases, al circular por los tubos, ceden calor sensible, el cual se transmite al agua. Estas calderas tienen una presión de trabajo que no excede normalmente los 20kg/cm2 , ya que presiones más altas obligarían a tener espesores de placa en la carcasa demasiado grandes. Su producción de vapor seencuentra alrededor de las 25 Ton/h. Los dos tipos de calderas pirotubulares para combustibles líquidos y gaseosos más comunes son:
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Figure 1.

Planta termoeléctrica de Termozipa, Colombia.

A. Calderas: Una Caldera es un recipiente cerrado en el cual se calienta agua, y se genera vapor, mediante la aplicación de calor proveniente de la combustión de combustibles, o de energía nuclear. Lascalderas se pueden dividir de a cuerdo a su uso, en cuatro tipos:

Calderas de hogar integral: Consiste en una combinación de parrilla, alta de refractario, cenicero y cámara de combustión. Las superficies internas de las paredes del hogar están revestidas de refractario. El cuerpo de la caldera se halla suspendido o asentado mediante tirantes o en bases refractarias. Los gases calientes pasan porencima del altar y, a continuación barren todo el fondo de la caldera, volviendo a la parte frontal de la misma por el interior de los tubos. Finalmente, del extremo frontal de éstos, los productos de la combustión pasan a la chimenea. El diámetro de los pirotubos pueden ser de 3, 3 ½ y 4 pulgadas.

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Calderas compactas de hogar tubular: El diseño de estascalderas muestran un tubo central sumergido en el agua, el cual hace de hogar. Los gases de combustión ceden calor a este tubo por radiación. Posteriormente son obligados a pasar por los tubos, los cuales están sumergidos en el agua, al igual que en todas las calderas pirotubulares. Sus ventajas son: – Capacidad para soportar fluctuaciones bruscas de grandes cargas, produciéndose sólo ligeras...