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Las plantas de ciclo combinado constan
de dos tipos diferentes de unidades
generadoras: turbogas y vapor. Una vez
que la generación de energía eléctrica
de ciclo se termina en las unidades
turbogas, la alta temperatura de gases
de escape se utiliza para calentar agua
para producir vapor, que se utiliza para
generar energía eléctrica adicional.
 Turbina
de gas
 Caldera
 Turbina
de recuperación
de vapor
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Turbina de gas: Consta de …
Compresor: inyecta el aire a presión por la
combustión del gas y la refrigeración de las zonas
calientes.
Cámara de combustión: se mezclan el gas natural
con el aire a presión y se produce la combustión.
Turbina de gas: en ella se produce la expansión de
gases que provienen de la cámara de combustión.
Consta de tres o cuatro etapas de expansión y la
temperatura de los gases en la entrada está
alrededor de 1.400ºC saliendo de la turbina a
temperaturas superiores a los 600ºC.
Caldera de recuperación
En esta caldera convencional el calor de los gases que provienen
de la turbina de gas se aprovechan en un ciclo de agua-vapor.
Las partes principales de una caldera de recuperación de calor son:
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Desgasificador: Elimina gases que podrían provocar corrosiones.
- Tanque de agua de alimentación: depósito donde se acumula el
agua que alimenta el sistema, esta agua debe evitar impurezas
que puedan obstruir los conductos, erosionarlos o corroerlos.
- Calderín: es el lugar de donde se alimenta el evaporador de
agua
y
el
sobrecalentador
de
vapor.
- Bombas de alimentación: envían el agua desde el tanque hasta
el
calderín
correspondiente.
Economizadores, son los intercambiadores encargados de
precalentar el agua de alimentación con el calor residual de los
gases de escape, aprovechando su energía con lo que
aumentamos el rendimiento de la instalación y evitamos saltos
bruscos
de
temperatura
en
la
entrada
de
agua.
-
Evaporadores, son intercambiadores que aprovechan el calor de
los gases de escape de temperatura intermedia para evaporar el
agua a la presión del circuito correspondientes, la circulación del
agua a través de ellos puede ser forzada o natural, en la forzada se
utilizan bombas y en la natural el efecto termosifón, aunque
también se usan bombas en los momentos de arranque o cuando
sea
necesario,
devolviendo
el
vapor
al
calderín.
- Sobrecalentadotes y Recalentadores, son los intercambiadores
que se encuentran en la parte más cercana a la entrada de los
gases procedentes de la combustión en la turbina de gas, el vapor
que sale ya esta listo para ser enviado a la turbina de vapor, este
vapor debe ser lo más puro posible y debe ir libre de gotas de agua
que deteriorarían nuestra turbina, también debemos tener
controlada la temperatura y presión del vapor para evitar estrés
térmico en los diferentes componentes.
1) Compresor.
2) Turbina de Gas.
3) By-pass
4) Sobrecalentador o
recalentador.
5) Evaporador.
6) Economizador.
7) Calderín.
8) Turbina de gas
9) Condensador.
10) By-pass de vapor.
11) Depósito de agua de
alimentación/ Desgasificador.
12) Bomba de alimentación.
13) Bomba de condensado.
Turbina de vapor
Esta turbina acostumbra a ser de tres
cuerpos y está basada en la tecnología
convencional. Es muy habitual que la
turbina de gas y la turbina de vapor se
encuentren acopladas a un mismo eje
de manera que accionan un mismo
generador eléctrico.
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Comienza con la aspiración de aire desde el exterior siendo conducido
al compresor de la Turbina de Gas a través de un filtro.
El aire es comprimido y combinado con el combustible (gas natural) en
la cámara de combustión. El resultado es un flujo de gases calientes
que al expandirse hacen girar la Turbina de Gas proporcionando
trabajo. Un Generador acoplado a la Turbina de Gas transforma este
trabajo en energía eléctrica.
Los gases de escape que salen de la Turbina de Gas pasan a la caldera
de recuperación de Calor (HRSG) (heat recovery steam generator) . En
esta caldera se extrae la mayor parte del calor aún disponible en los
gases de escape produciendo vapor de agua a presión para la turbina
de vapor. Finalmente los gases se devuelven a la atmósfera después de
haber pasado por la chimenea.
El vapor que sale de la Turbina de Vapor, pasa a un condensador
donde se transforma en agua. Este condensador es refrigerado
mediante aire o agua, el aire circula por la superficie del condensador,
lo que ocasiona la disipación del calor latente contenido en el vapor a
la atmósfera.
Posteriormente el agua es bombeada a alta presión hasta la Caldera
de Recuperación para iniciar nuevamente el ciclo.
La combinación de dos tipos de generación
permite
aprovechar
al
máximo
los
combustibles utilizados, mejorando así la
eficiencia térmica.
 Presenta costos de operación menores a
cualquier alternativa. Posee un costo
variable no combustible enmarcado dentro
de los más baratos (1,55 Mills/KWh) y un
costo de combustible considerablemente
más barato que cualquier otra alternativa
térmica (8,5 Mills/KWh).
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La posibilidad de construirlas en dos
etapas.
 Alta disponibilidad de funcionar sin
problemas durante 6500-7500 horas
equivalentes al año.
 Menos ocupación de suelo ya que no
requiere almacenar carbón ni otro
combustible líquido.

35 % menos de consumo de combustible
que una central convencional
 Consumo de agua reducido frente a las
centrales convencionales (1/3 de lo que
consume una central de ciclo simple de
fuel o carbón) debido a que la turbina de
gas no precisa de refrigeración alguna y
únicamente se requiere agua para el ciclo
de vapor.
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Emisiones de CO2, que contribuyen al
efecto invernadero, y de óxidos de
nitrógeno.
 Se producen emisiones de NOx que
generan lluvias ácidas.
 impacto sobre los ecosistemas que
rodeen a la central (usando torres de
refrigeración).
 El efecto sobre los bosques, las aguas y
los cultivos es muy dañino.
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Gas natural como combustible. El gas natural es el
combustible fósil más limpio de la Naturaleza.
Son las generadoras de energía más adecuadas
para cumplir con los objetivos del protocolo de
Kioto, que obliga a sus firmantes a reducir sus
emisiones en dióxido de carbono.
Emisiones de dióxido de azufre son inapreciables
debido a la utilización del gas natural como
combustible.
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CFE Comisión Federal de Electricidad
http://www.cfe.gob.mx/QuienesSomos/estadisticas/listadocentralesgen
eradoras/Paginas/Termoelectricas.aspx
http://www.cfe.gob.mx/sustentabilidad/publicaciones/genElectricidad/
Paginas/Generaciondeelectricidad.aspx
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursosinteractivos/produccion-de-electricidad/ix.-las-centrales-termicas-deciclo-combinado
http://jmirez.wordpress.com/2011/02/16/j193-diagrama-esquematicode-generacion-de-vapor-saturado-y-electricidad-por-ciclo-combinado/
http://desenchufados.net/que-es-un-ciclo-combinado-componentes-yventajas/
http://www.opex-energy.com/ciclos/calderas_hrsg.html
http://centralestermoelectricas.wordpress.com/centralestermoelectricas/ventajas-y-desventajas-2/
http://www.inerco.es/ficheros/comun/articulos/inercoart_035.pdf
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Centrales Termoeléctricas Tipo Vapor